FSTraceInterface: Towards Coupling TRACE with Structure Solvers

Dieses Kapitel befasst sich mit der Entwicklung und Anwendung des FSTraceInterface-Plugins, das entwickelt wurde, um den Flow Solver TRACE mit Computational Structure Mechanics (CSM) -Solvern zu koppeln. Die Notwendigkeit einer solchen Kopplung ergibt sich aus der zunehmenden Komplexität der Konstruktionen von Turbomaschinen, die genaue Vorhersagen von Phänomenen wie Flattern und erzwungene Reaktion nichtlinearer Blattschwingungen erfordern. Das FSTraceInterface nutzt die Stärken von Fluid- und Strukturlösern und ermöglicht fortgeschrittene Simulationen, die die Wechselwirkung zwischen Fluid und Struktur (FSI) berücksichtigen. Der Implementierungsprozess ist minutiös detailliert und beleuchtet die Verwendung der Flow Simulator Data Manager (FSDM) -Bibliothek und die Herausforderungen bei der Synchronisierung von Daten zwischen dem internen Speicher von TRACE und dem FSMesh-Objekt. Das Kapitel untersucht auch die Anwendung des FSTraceInterface auf einen einfachen Testkoffer für flache Platten und eine komplexe Turbinenschaufel mit Innenkühlung und demonstriert ihre Vielseitigkeit und Effektivität. Der iterative Gauss-Seidel-Kopplungsansatz gewährleistet einen gleichmäßigen Austausch von Oberflächentemperaturen und Wärmeflüssen, bis eine Konvergenz erreicht ist. Die erfolgreiche Verifizierung der FSTraceSchnittstelle durch diese Testfälle unterstreicht ihr Potenzial, die Konstruktion und Analyse der Turbomaschinen der nächsten Generation zu verbessern und zu zuverlässigeren und effizienteren Triebwerkskomponenten beizutragen.