13. Oktober 2025 | Skalenauflösende Simulationen für Innovationen im Turbomaschinendesign

Schnellere und zuverlässigere Triebwerksentwicklung durch gezielte High-Fidelity-Simulation

Klimafreundliche Triebwerke der nächsten Generation durch Transformation der industriellen Auslegungsprozesse
Um umweltfreundliche Flugzeugantriebe schneller zu entwickeln, verbessert das Projekt Sci-Fi-Turbo Simulationsmethoden, mit denen Triebwerke virtuell entworfen werden

Im EU-Projekt Sci-Fi-Turbo, das vom DLR-Institut für Antriebstechnik geleitet wird, arbeiten wir gemeinsam mit GE Aerospace und mehreren internationalen Partnern daran, hochgenaue Simulationen für das virtuelle Triebwerk zu entwickeln. Unser Ziel ist es, skalenauflösende Simulationen in industrielle Standard-Auslegungsworkflows zu integrieren, um die Entwicklungszeiten neuer Triebweke deutlich zu verkürzen.

Skalenauflösende Simulationen (SRS) liefern wesentlich präzisere Ergebnisse als der bisherige Industriestandard RANS. Dadurch können Unsicherheiten verringert werden und es sind zuverlässige Vorhersagen auch für völlig neue Designräume und revolutionäre Triebwerkskonzepte möglich. Da skalenauflösende Simulationen sehr rechenaufwendig sind, kombinieren wir im europäischen Forschungsprojekt Sci-Fi-Turbo SRS mit Maschinellem Lernen. Auf diese Weise lassen sich Erkenntnisse aus wenigen hochaufgelösten SRS effizient auf Standardsimulationen übertragen.

Repräsentative Kaskadentestfälle bestätigen unseren Ansatz

  • SRS verbessert die aerodynamische Genauigkeit erheblich
  • Gezielte SRS lenken Optimierungen wirksam zu besseren Lösungen.
  • Hybride SRS-RANS-Workflows mit ML-Metamodellen ermöglichen ein ausgewogenes Verhältnis von Kosten und Genauigkeit.

Um den industriellen Nutzen zu demonstrieren, übertragen wir die Methoden derzeit auf 3D-Komponenten, um sie dann an unserem Institut experimentell zu validieren. Für das Projekt können wir am Institut für Antriebstechnik auf eine breite Kompetenzbasis zurückgreifen: vom hochgenauen SRS-Löser TRACE über das Optimierungsframework AutoOpti bis hin zu datengetriebenen Modellansätzen und jahrzehntelangem F&E-Knowhow im Triebwerksbereich.

Sci-Fi-Turbo eröffnet der europäischen Luftfahrt ein enormes Potenzial für den Technologietransfer

Mit Sci-Fi-Turbo eröffnet sich ein großes Potenzial für den Technologietransfer in die europäische Luftfahrtindustrie. Die Integration von hochgenauen SRS ermöglichen eine schnellere Entwicklung neuer Triebwerkskonzepte bei gleichzeitig geringerem Testaufwand. Damit verkürzt sich die Time-to-Market für innovative Technologien erheblich. Das ist ein entscheidender Schritt hin zu einer zuverlässigeren und schnellen Triebwerksentwicklung

SCI-FI-Turbo Live Seminare

Schnellere und zuverlässigere Triebwerksentwicklung durch gezielte High-Fidelity-Simulation

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Die Seminarreihe umfasst Gastvorträge zu verschiedenen Themen im Zusammenhang mit der Verwendung von skalierungsauflösenden Simulationen (ILES, LES, DNS) zur aerodynamischen Optimierung. Die Webinare werden im Rahmen des Sci-Fi-Turbo-Projekts durchgeführt, dessen Ziel es ist, den Konstruktionsprozess von Flugzeugtriebwerken zu revolutionieren, indem hochauflösende skalierungsauflösende Simulationen und Optimierungsmethoden weiterentwickelt und in den industriellen Standard-Workflow integriert werden.

Kontakt

Annabel Brückmann

Öffentlichkeitsarbeit
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Antriebstechnik
Linder Höhe, 51147 Köln
Tel: +492203 6015080

Dr.-Ing. Georgios Goinis

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Antriebstechnik
Linder Höhe, 51147 Köln

Dr.-Ing. Michael Bergmann

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Antriebstechnik
Linder Höhe, 51147 Köln