Student/in Luft- und Raumfahrttechnik, Maschinenbau, Informatik o. ä. (w/m/d)

Das DLR baut in Augsburg das noch junge Institut für Test und Simulation für Gasturbinen auf. Im Bereich Simulation wird im neuen Institut einerseits eine Simulationsplattform für Triebwerke und Gasturbinen aufgebaut, um durch Simulationsverfahren die Entwicklung innovativer Flugantriebe und Gasturbinen zu beschleunigen. Andererseits werden numerische Verfahren entwickelt, um auf allen Skalenebenen die physikalischen Versagensphänomene in höchstbelasteten Bauteilen, Werkstoffen und Beschichtungen bei hohen Temperaturen in korrosiver Umgebung genauer und effizienter berechnen zu können. Auf der experimentellen Seite werden sowohl rotierende Prüfstände zur Untersuchung des Sekundärluftsystems und von Dichtungen in Gasturbinen aufgebaut, als auch sogenannte MTC-Prüfstände (Mechanisch-Thermisch-Chemisch) zur Untersuchung der Lebensdauer von Heißgasbauteilen unter triebwerksnahen Bedingungen. Ein besonderer Fokus liegt bei diesen Arbeiten auf der Verwendung neuer Kraftstoffe. Ein enger Abgleich zwischen den Versuchs- und Simulationsergebnissen ist von herausragender Bedeutung, weshalb Simulationsmethoden auch angewendet werden sollen, um das Verhalten der Prüflinge im Versuch abzubilden.

Bei der Untersuchung von Dichtungen für Gasturbinen liegt der Fokus aktuell auf Bürstendichtungen, welche eine bis zu 90% geringe Leckage ermöglichen als standartmäßig verwendete Labyrinthdichtungen. Durch besseres Verständnis der wirkenden Prozesse ist das Ziel, das Einsatzgebiet von Bürstendichtungen in Triebwerken zu erweitern und dadurch die Effizienz des Triebwerks zu steigern. Begleitend zu einem der Prüfstände wird ein numerisches Modell einer Bürstendichtung entwickelt, welches das komplexe Zusammenspiel zwischen Strömung und Mechanik abbildet.

Die Tätigkeiten im Rahmen dieser studentischen Stelle konzentrieren sich auf die Überführung des Modells auf Skriptebene mittels PyAnsys zur Erleichterung der Anwendung durch Automatisierung.

Die Arbeit findet in einem Fluid-Struktur-Interaktionsmodell zur Modellierung von Bürstendichtungen Anwendung, und ist damit Teil aktueller und zukunftsweisender Forschung im DLR.

Im Rahmen dieser Arbeit soll ein umfangreiches Simulationsmodell zur Vorhersage des Verhaltens von Bürstendichtungen mit Hilfe von Scripting automatisiert werden. Das Modell koppelt die wechselseitigen Einflüsse der Durchströmung und Geometrieverformung miteinander, um das Verhalten von Bürstendichtungen unter verschiedenen Einflussparametern vorherzusagen. Zu diesen gehören sowohl geometrische Parameter, als auch Betriebsparameter, wie z.B. die Druckdifferenz.
Das in der Ansys Workbench erstellte Modell soll zur Vereinfachung der Anwendung mit Hilfe von Skripten automatisiert und parametrisiert werden. Dazu gehört unter anderem:
- parametergesteuerte Geometrieerzeugung auf Basis eines CAD-Modells
- automatisierte Erzeugung von Randbedingungen an Hand der Betriebsparameter des Anwendungsfalls
- Ableitung und Vernetzung der Strömungsgeometrie
- Implementierung des Datenaustauschs zwischen mechanischer und Strömungslösung

Als Programmiersprache ist die Verwendung von Python vorgesehen, um die in PyAnsys eingebundenen Befehle nutzen zu können.