Multi-disciplinary optimization applied to a turbocharger compressor impeller.

• Autorzy: Osborne, C. , Platt, M.J. , Weitzman, P.S. , Denus, K.

Warianty tytułu

PL

Optymalizacja wielokryterialna w modernizacji konstrikcji wirnika spężarki turboładowarki.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The multi-disciplinary optimization (MDO) was applied to design of a compressor impeller and was completed after replacing titanium with aluminium. A two-step optimization method was used. Loop 1 combined quasi-3D aerodynamic method and blade-alone FEA models, with reduced blade stress goals while matching blade loadings. Loop 2 used a 3D pie-slice FEA model with decreased bore stress goal. The redesigned aluminium impeller has acceptable stresses with only one point efficiency fall. The MDO can be now applied in practice. Designers must establish design goals/weighting factors and assemble proper optimization plans for time effective optimization schemes.

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie optymalizacji wielokryterialnej do modernizacji konstrukcji wirnika sprężarki spowodowanej zmianą materiału - wprowadzono stop aluminium zamiast stopu tytanu. W etapie 1. wykorzystano połączenie metod aerodynamicznych quasi-3-D oraz analizy modeli pojedynczych łopatek metodą elementów skończonych do określania zmniejszonych naprężeń. Ustalono, że nowa konstrukcja wirnika wykonana ze stopu aluminium charakteryzuje się dopuszczalnym poziomem naprężeń przy obniżeniu sprawności o 1%. Procedura optymalizacji wielokryterialnej może być stosowana w praktyce inżynierskiej. Konstruktorzy muszą jednak określić cele stawiane przed projektem oraz ustalić wagę przyjętych kryteriów i koleność optymalizacji.

Słowa kluczowe

PL

wirnik; sprężarka; turboładowarka; modernizacja; optymalizacja; optymalizacja wielokryterialna; MES (metoda elementów skończonych)

EN

impeller; compressor; turbocharger; modernization; optimization; multidisciplinary optimization; FEM

• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 27, nr 3
• Strony: 5-22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Osborne, C.

• Concepts NREC, Vermont, USA

autor

Platt, M.J.

• Concepts NREC, Vermont, USA

autor

Weitzman, P.S.

• Concepts NREC, Vermont, USA

autor

Denus, K.

• CTD Technology, Zell, Switzerland

Bibliografia

• [1] D. JAPIKSE: Developments in agile engineering for turbomachinery. Presented at the 2002 Fluids Engineering Division Summer Meeting. Montreal, July 2002.
• [2] D. JAPIKSE: Expedited agile system design and redesign approach for industrial pumps. Presented at Symposium on Valve and Pump Testing, Washington, July 2002.
• [3] D. JAPIKSE: Systematic optimization for turbomachinery design and redesign. Presented at JSME Fluid Engineering Conference. Osaka, September 2003.
• [4] M. PLATT, M. YU, M. MARSH: Multidisciplinary optimization of a LH2 turbopump design in an agile engineering environment. Presented at AIAA Joint Propulsion Conference and Exhibit, Huntsville, AL., USA, July 2003.