DE112008003511T5

DE112008003511T5 - Integrierter technischer Analyseprozess

Info

Publication number: DE112008003511T5
Application number: DE112008003511T
Authority: DE
Inventors: Zaineddin S. Hamilton Dweik; James Carlton Cincinnati Dudley; Robert N. Fairfield Pittman; Amid Mason Ansari
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2010-10-21
Also published as: JP2011508346A; US20090171631A1; GB201010216D0; CA2709985A1; WO2009085559A1; GB2468443A

Abstract

Verfahren zum Durchführen analytischer technischer Analysen an mehreren Komponenten, wobei das Verfahren aufweist:
a) Durchführen eines ersten integrierten Berechnungsprozesses, wobei der erste Prozess mehrere Berechnungslöser aufweist, die dafür eingerichtet sind, Eigenschaften einer ersten Komponente zu berechnen;
b) Durchführen eines zweiten integrierten Berechnungsprozesses, wobei der zweite Prozess mehrere Berechnungslöser aufweist, die dafür eingerichtet sind, Eigenschaften einer zweiten Komponente zu berechnen; und
c) wechselseitiges Kommunizieren von Ergebnissen zwischen entsprechenden Berechnungslösern des ersten und des zweiten Berechnungsprozesses; und
d) Wiederholen des ersten und des zweiten Berechnungsprozesses.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die hierin beschriebene Technologie betrifft Prozesse zur Durchführung integrierter technischer Analysen.
In hochkomplexen technischen Situationen, wo das Endprodukt oder der Auslegungsvorgang eine große Menge gegenseitig abhängiger mechanischer Teile und/oder Funktionen hat, besteht der technische Auslegungsprozess aus einer Vielzahl unabhängiger Modellierungsprobleme, wobei die Lösung jedes einzelnen Modellierungsproblems ermittelt wird, indem man eine Reihe von Simulationen ablaufen lässt oder eine Reihe von Problemen löst, wodurch die Lösung der ersten Simulation und/oder des ersten Problems in die nächste Simulation und/oder das nächste Problem eingegeben wird, bis die Varianz zwischen der letzten Lösung und der vorletzten Lösung minimal ist und/oder innerhalb vorbestimmter Toleranzen liegt.
Dabei und in Auslegungsproblemen, bei denen mehrere unabhängige Modellierungsszenarien vorliegen und jede von den Eingabe- und/oder Ausgabegrößen der Szenarien mit dem Ergebnis von einem oder mehreren der anderen Szenarien in Beziehung steht oder einen signifikanten Einfluss darauf hat, ist jedoch der Lösungsprozess ziemlich langwierig und mühsam.
Beispielsweise kann eine ideale Eingabegröße für eine erste Simulation zu einem nicht akzeptablen Ergebnis für eine zweite Simulation führen. Demzufolge, und in Situationen, in welchen jedes einzelne von den Modellierungsszenarien in einem ”eigenständigen” Prozess durchlaufen wird, müssen die Simulationen erneut ausgeführt werden, bis jedes einzelne von den Simulationsergebnissen zu einer Ausgabegröße führt, welche innerhalb vorbestimmter Toleranzen der Auslegung liegt.
Beispielsweise sind bei der Auslegung eines Flugzeugtriebwerks, und für die Zwecke der Darstellung nur eines bei einer derartigen Auslegung anzutreffenden Problems, die Zuverlässigkeit, das Gewicht und die Leistung und schließlich die Lebensdauer der rotierenden Turbomaschine in einem Flugzeugtriebwerk inhärent von den Betriebstemperaturverteilungen in den Komponenten der Maschine abhängig. Die Ermittlung dieser Betriebstemperaturen ist sehr komplex. Zur Ermittlung dieser Temperaturen muss die Berechnung der Werte vieler unabhängiger Parameter, die selbst wiederum Ergebnisse individueller Teilprozesse sind, ausgeführt werden.
Obwohl bereits technische Analysesysteme und -prozesse entwickelt worden sind, welche die Analyseteilprozesse für eine gegebene Komponente integrieren, verbleibt ein Bedarf nach technischen Analysesystemen und -prozessen, die gegenseitige Abhängigkeiten zwischen mehreren benachbarten und/oder interaktiven Komponenten berücksichtigen.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In einem Aspekt wird ein Verfahren zum Durchführen analytischer technischer Analysen an mehreren Komponenten beschrieben. Das Verfahren weist die Schritte auf: a) Durch führen eines ersten integrierten Berechnungsprozesses, wobei der erste Prozess mehrere Berechnungslöser aufweist, die dafür angepasst sind, Eigenschaften einer ersten Komponente zu be rechnen; b) Durchführen eines zweiten integrierten Berechnungsprozesses, wobei der zweite Prozess mehreren Berechnungslöser aufweist, die dafür angepasst sind, Eigenschaften einer zweiten Komponente zu berechnen; und c) wechselseitiges Kommunizieren von Ergebnissen zwischen entsprechenden Berechnungslösern des ersten und des zweiten Berechnungsprozesses; und d) Wiederholen des ersten und des zweiten Berechnungsprozesses.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen der hierin beschriebenen Technologie, wobei
1 eine Blockdarstellung eines integrierten technischen Analyseprozesses in einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
2 eine Blockdarstellung eines beabsichtigten Einsatzes des integrierten technischen Analyseprozesses von 1 ist; und
3 eine Blockdarstellung eines integrierten technischen Analysesystems und -prozesses gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Indem nun auf 1 Bezug genommen wird, ist ein integrierter technischer Analyseprozess 10 mit Lösungsrückkopplung dargestellt. Ein anfänglicher Vorschlag oder eine anfängliche Schätzung 12 stellt einen ersten Anfangswert 14 und einen zweiten Anfangswert 16 bereit. Die Anfangsschätzung 12 bestimmt Werte 14 und 16 in Reaktion auf eine erste Bedingung 18, welche entweder in die Anfangsschätzung 12 eingegeben wird oder ein Komponententeil der Anfangsschätzung 12 ist, welche die Anfangswerte 14 und 16 bestimmt.
Ein erster Subprozess 20 empfängt einen ersten Anfangswert 14 und liefert eine Ausgabegröße 22. Die Ausgabegröße 22 ist von dem Wert des ersten Anfangswertes 14 abhängig. Der erste Subprozess 20 kann ein Computeralgorithmus sein oder einen Computeralgorithmus enthalten, welcher eine Eingabegröße in der Form des ersten Anfangswertes 14 empfängt und dementsprechend die Ausgabegröße 22 berechnet.
Ein zweiter Subprozess 22 empfängt die Ausgabegröße 22 und liefert eine Ausgabegröße 26. Die Ausgabegröße 26 ist von dem Wert Ausgabegröße 22 abhängig. Der zweite Subprozess 22 kann ein Computeralgorithmus sein oder einen Computeralgorithmus enthalten, welcher eine Eingabegröße in der Form der Ausgabegröße 22 empfängt und dementsprechend die Ausgabegröße 26 berechnet.
Ein dritter Subprozess 28 empfängt die Ausgabegröße 26 und den zweiten Anfangswert 16 und liefert Ausgabegrößen 30 und 32. Die Ausgabegrößen 30 und 32 sind von der Ausgabegröße 26 und dem zweiten Anfangswert 16 abhängig. Der dritte Subprozess 28 kann ebenfalls ein Computeralgorithmus sein oder einen Computeralgorithmus enthalten, der Eingabegrö ßen in der Form der Ausgabegröße 26 und des Anfangswertes 16 empfängt und der in Reaktion auf die Werte der Ausgabegröße 26 und den Wert 16 die Ausgabegrößen 30 und 32 liefert.
Ein vierter Subprozess 34 empfängt den zweiten Anfangswert 16 und die Ausgabegrößen 30 und 32. Der vierte Subprozess erzeugt Ausgabegrößen 36 und 38. Die Ausgabegrößen 36 und 38 sind von dem zweiten Anfangswert 16 und den Ausgabegrößen 30 und 32 abhängig. Zusätzlich kann der vierte Subprozess 34 ebenfalls ein Computeralgorithmus sein oder einen Computeralgorithmus enthalten, der Eingabegrößen in der Form des Anfangswertes 16 und der Ausgabegrößen 30 und 32 empfängt. In Reaktion auf diese Eingabegrößen 26 berechnet und liefert der vierte Subprozess 34 die Ausgabegrößen 36 und 38.
Ein fünfter Subprozess 40 empfängt den zweiten Anfangswert 16 und die Ausgabegrößen 30, 32, 36 und 38. Der fünfte Subprozess 40 liefert eine Endausgabegröße 42. Die Endausgabegröße 42 ist von dem zweiten Anfangswert 16 und den Ausgabegrößen 30, 32, 36 und 38 abhängig. In ähnlicher Weise kann der fünfte Subprozess 40 ein Computeralgorithmus sein oder einen Computeralgorithmus enthalten, welcher Als Antwort auf den Anfangswert 16 und die Ausgabegrößen 30, 32, 36 und 38 die endgültige Ausgabegröße 42 berechnet.
Die Endausgabegröße 42 wird nun in einen Endteilprozess 44 eingegeben. Der Endteilprozess 44 erzeugt Ausgabegrößen 46 und 48. Die Ausgabegrößen 46 und 48 sind von dem Wert der Endausgabegröße 42 abhängig. Der Endteilprozess 44 kann ebenfalls ein Computeralgorithmus sein oder einen Computeralgorithmus enthalten, welcher in Reaktion auf den Wert der Endausgabegröße 42 die Ausgabegrößen 46 und 48 berechnet. Die Ausgabegrößen 46 und 48 entsprechen den Anfangswerten 14 bzw. 16. Beispielsweise wird der Anfangswert 14 durch die Anfangs schätzung bestimmt, und die Ausgabegröße 46 ist ein Wert, der mit dem Anfangswert 14 vergleichbar ist; jedoch wird die Ausgabegröße 46 durch eine Reihe von Berechnungen und integrierten Schritten bestimmt, welche durch die Anfangswerte 14 und 16 in Bewegung gesetzt werden. Zusätzlich, und als Beispiel, können der Anfangswert 14 und die Ausgabegröße 46 Temperaturmesswerte einer spezifischen Stelle und/oder eines spezifischen Materials sein. Jedoch kann sich der Wert der Ausgabegröße 46 aufgrund des Umstandes, dass die Ausgabegröße 46 von einer Reihe integrierter technischer Berechnungen abhängig ist, welche teilweise auf dem Anfangswert 14 basieren, deutlich von dem Anfangswert 14 unterscheiden.
Die Ausgabegrößen 46 und 48 werden in einen Entscheidungsknoten 50 eingegeben, welcher bestimmt, ob die Ausgabegrößen 46 und 48 ausreichend nahe an ihren entsprechenden Anfangseingabewerten 14 und 16 liegen oder auf diese konvergieren. Ein Bereich, welcher einen Toleranzwert repräsentiert, der zwischen den Werten 14 und 16 und den Ausgabegrößen 46 und 48 annehmbar ist, kann die Konvergenz der Anfangseingabewerte 14 und 16 auf die Ausgabegrößen 46 und 48 hin definieren.
Falls nicht, ersetzen die Ausgabegrößen 46 und 48 die Anfangswerte 14 und 16, und der technische Analyseprozess 10 wird erneut durchlaufen, wobei jedoch die Ausgabegrößen 46 und 48 anstelle der Anfangswerte 14 und 16 verwendet werden. Der technische Analyseprozess 10 wird wiederholt, bis bei dem Entscheidungsknoten 50 festgestellt wird, dass die Ausgabegrößen 46 und 48 bei dem gewünschten Wert liegen. An diesem Punkt weist der Entscheidungsknoten 50 eine Unterbrechung bzw. Beendigung des technischen Analyseprozesses 10 an.
Da der Prozess unter einer Anfangsannahme 18 begann, ist es nahezu sicher, dass die ersten Ausgabegrößen 46 und 48 nicht innerhalb der vorbestimmten Toleranzen liegen werden.
Als eine Alternative, und wie aufgrund der Art der durchgeführten technischen Analyse erforderlich, kann die Anzahl der Teilprozesse und ihrer entsprechenden Eingabegrößen und Ausgabegrößen variiert werden.
Ein Befehlscode oder Modul 52 kommuniziert mit jedem der Teilprozesse und ermittelt, ob eine Eingabegröße empfangen wurde, und er/es weist demzufolge den Ablauf des Teilprozesses an und liefert die angegebene Ausgabegröße.
Demzufolge bestimmt der Befehlscode 52, welche(r) von den Teilprozessen auszuführen ist, und die Reihenfolge, in welcher sie auszuführen sind. Zusätzlich und als eine Alternative kann der Befehlscode 52 mit Grenzbedingungen ausgestattet sein, welche Grenzwerte für jeden Subprozess festsetzen. Daher, und wenn das Ergebnis außerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, unterbricht der Befehlscode 52 die Analyse und fordert eine Neuberechnung oder die Eingabe neuer Werte in den entsprechenden Subprozess an.
Der integrierte technische Analyseprozess 10 ermöglicht es einem Ingenieur, zahlreiche Simulationen unter Veränderung der Eingabegrößen ablaufen zu lassen, um die Auswirkungen auf die Endausgabegröße zu bestimmen. Der Versuch einer derartigen Aufgabe in einer Situation, in welcher jeder von den Teilprozessen eine ”eigenständige” Prozedur war, würde viel mehr Berechnungen und Vergleiche erfordern, was im Vergleich zu dem Analyseprozess der vorliegenden Anmeldung ziemlich langwierig und mühsam wäre sowie einen erheblichen Aufwand an zusätzlicher Zeit benötigen würde.
Ein in Betracht gezogener Einsatz des Prozesses ist ein integrierter technischer Analyseprozess mit Lösungsrückkopplung für die Auslegung eines Flugzeugtriebwerks. Diese Ausführungsform ist in 2 dargestellt. Hier berechnet eine anfängliche Schätzung oder eine anfängliche Annahme 12 Luft- und Metalltemperaturen (14, 16) für Komponententeile eines Flugzeugtriebwerks als Antwort auf eine Anfangsannahme 18.
Die Metalltemperatur 14 wird in den Subprozess 20 eingegeben, welcher die mechanische Auslenkung bzw. Ausbiegung der Metallkomponenten eines Flugzeugtriebwerks in Reaktion auf die Metalltemperatur 14 berechnet. Zusätzlich zu der Metalltemperatur, und wie nachstehend detaillierter erläutert, beeinflussen die Triebwerksdrehzahl, Hohlraumdrücke und andere Kräfte die mechanische Auslenkung der Metallkomponenten (Subroutinen 24, 28, 34 und 40). Unter Anwendung dieser Subroutinen und ihrer Ausgabegrößen wird die mechanische Auslenkung der Metallkomponenten berechnet. Diese Grenzbedingungen können auf ein (durch gestrichelte Linien in 2 dargestelltes) mechanisches Modell 21 angewendet werden, das die mechanische Auslenkung berechnet. Die Grenzbedingungen können direkt auf das mechanische Modell 21 nach Bedarf durch den integrierten technischen Analyseprozess 10 angewendet werden.
Das mechanische Modell 21 kann dieselbe Masche wie das integrierte technische Analyseprozessmodell 10 verwenden. Wenn unterschiedliche Maschen verwendet werden, ist ein zusätzlicher Temperaturzuordnungs-Subprozess für den integrierten technischen Analyseprozess 10 erforderlich. Es gibt verschiedene mögliche Unterschiede zwischen dem mechanischen Modell 21 und dem Modell des Analyseprozesses 10. Das mechanische Modell kann eine Untermenge des Modells des Analyseprozesses 10 sein, wenn beispielsweise die Berechnung mechanischer Auslenkungen nur für die Metallkomponenten gewünscht ist, die in Spaltabstandsberechnungen eingesetzt werden sollen (Subprozess 24). Das mechanische Modell kann Finite-Elemente-Modellierungselemente beinhalten, die einzig für Spannungsauslenkungsberechnungen dienen und nicht in dem Modell des Analyseprozesses 10 vorhanden sind. Es kann die Darstellung von in dem Modell des Analyseprozesses 10 nicht erforderlich Merkmalen, wie z. B. von Schaufelblättern, Schraubenbolzen und Muttern erfordern. Das mechanische Modell kann Rotor- und Statorteile beinhalten, welche Komponenten mit unterschiedlichen Rotordrehzahlen beinhalten können. Wenn der Analyseprozess 21 ein 2D-Modell anwendet, können spezielle Modellierungstechniken eingesetzt werden, um Schraubenloch-Steifigkeitsverringerungen zu berücksichtigen und um eine Ringlastfestigkeit für nicht axialsymmetrische Einrichtungen zu reduzieren. Spezielle Modellierungstechniken werden auch zur Darstellung der Schaufelblätter in dem mechanischen Modell genutzt.
Hier ist die Ausgabegröße des zweiten Teilprozesses 20 der mechanische Auslenkungswert. Es ist anzumerken, und für Beispielzwecke, dass der mechanische Auslenkungswert 22 von dem Temperaturwert 14 und weiteren Werten, wie z. B. der Triebwerksdrehzahl und den Hohlraumdrücken, abhängt.
Die Ausgabegröße 22 wird nun in den Teilprozess 24 eingegeben, welcher in dieser Ausführungsform den sich ergebenden Abstand zwischen den mechanischen Teilen (Ausgabegröße 26) berechnet. Wiederum, und für Zwecke der Darstellung, ist anzumerken, dass der Abstandswert von dem Auslenkungswert (Ausgabegröße 22) eines mechanischen Teils abhängt, welcher wiederum von der Metalltemperatur (Anfangswert 14) abhängt.
Die Ausgabegröße 26 und der Anfangswert 16 werden nun in den Subprozess 28 eingegeben, welcher in dieser Ausführungsform Durchfluss- und Druckwerte (Ausgabegrößen 30 und 32) berechnet. Wiederum wird angemerkt, dass die Durchfluss- und Druckwerte von dem Abstand und den Lufttemperaturwerten abhängen.
Hier ist es von besonderer Wichtigkeit anzumerken, dass die Ausgabegröße 26 das Ergebnis von drei Teilprozessen (12, 20 und 24) ist, während der Anfangswert 16 das Ergebnis nur eines Subprozesses (12) ist.
Wie bei der vorliegenden Anmeldung in Betracht gezogen, ist der integrierte technische Analyseprozess 10 in der Lage, Ausgabegrößen (30 und 32) zu liefern, die von Eingabegrößen mit Ursprüngen unterschiedlicher Komplexität abhängen.
Wie in der vorliegenden Anmeldung in Betracht gezogen, liefert der integrierte technische Analyseprozess 10, und insbesondere der Subprozess 28, zwei Ausgabegrößen 30 und 32, welche von der Eingabe der Ausgabegrößen 26 und 16 abhängen, wovon eine das Ergebnis von drei unabhängigen Berechnungen ist.
Demzufolge liefert der technische Analyseprozess 10 einen Problemlösungsansatz, bei dem mehrere Ergebnisse von Simulationen und/oder Gleichungen mit gegenseitig abhängigen Eigenschaften für die Endlösung berücksichtigt werden.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf 2 werden der Anfangswert 16 und die Ausgabegrößen 30 und 32 nun in den Subprozess 34 eingegeben, welcher in dieser Ausführungsform den Hohlraum- und Dichtungsluftverlust und Drallwerte (Ausgabegrößen 36 und 38) berechnet.
Zum Schluss werden der Anfangswert 16 und die Ausgabegrößen 30, 32, 36 und 38 in den Subprozess eingegeben, welcher die Grenzbedingungswerte (Ausgabegröße 42) berechnet. Diese Grenzbedingungen werden nun in den Subprozess 44 eingegeben, um Ausgabegrößen 46 (T_Metall) und 48 (T_Luft) zu berechnen. Es ist anzumerken, dass die Ausgabegrößen 46 bzw. 48 mit den Anfangswerten 14 bzw. 16 vergleichbar sind.
Der Entscheidungsknoten 50 bestimmt, ob die Ausgabegrößen 46 und 48 innerhalb vorbestimmter Toleranzen liegen oder nicht. Falls ja, wird der Prozess unterbrochen bzw. beendet, während andererseits, wenn die Ausgabegrößen 46 und 48 nicht innerhalb der vorbestimmten Toleranzen liegen, diese in einen sich fortsetzenden Analyseprozess 10 anstelle der Anfangswerte 14 und 16 eingegeben werden, und es wird eine noch engere Spekulation mit den Ausgabegrößen 46 und 48 als den Anfangswerten erneut durchlaufen. Daher berechnet der Subprozess der integrierten technischen Analyse 10 abhängig von den vorherigen Ausgabegrößen 46 und 48 einen neuen Satz von Ausgabegrößen 46 und 48.
Es ist anzumerken, dass in dieser Ausführungsform die Berechnung von Ausgabewerten vieler unabhängiger Parameter in einer integrierten Weise bestimmt wird, welche eine Rückkopplung zwischen den verschiedenen Parametern oder Teilprozessen so bereitstellt, dass alle von den gegenseitigen Abhängigkeiten in der Berechnung von jedem der Werte repräsentiert sind.
Beispielsweise, und insbesondere unter Bezugnahme auf 2, welche sich auf ein Flugzeugtriebwerks-Auslegungsproblem bezieht, wird angemerkt, dass die Temperaturen und demzufolge die von diesen Temperaturen abhängigen resultierenden Werte erheblich variieren, wenn das Triebwerk von einer Ruhebetriebstemperatur zu einer Betriebstemperatur hin übergeht.
Der integrierte technische Analyseprozess 10 stellt in einer Ausführungsform einen Prozess zum Berechnen der Temperaturen von Komponenten einer Turbomaschine bereit. Dieser Prozess kombiniert die Berechnung von Metalltemperaturen mit der Berechnung von Kühldurchflussraten und -temperaturen, einschließlich der gegenseitig abhängigen Aspekte dieser physikalischen Prozesse. Beispielsweise ist die Berechnung von Metalltemperaturen mit der Berechnung von Kühldurchflussraten und -temperaturen und -drücken kombiniert und auch mit den Berechnungen der mechanischen Auslenkung sowie den gegenseitig abhängigen Aspekten dieser Prozesse. Diese Prozesse können auch die Berechnung einer mechanischen Auslenkung sowohl einer rotierenden Einrichtung als auch einer feststehenden Einrichtung bei einer Durchflussbeschränkung beinhalten. Zusätzlich kann auch eine Regelung eines Logiksimulations-Steuersystems von steuerbaren Triebwerksvorrichtungen in die Berechnung mit einbezogen sein.
Gemäß Darstellung in 3 werden mehrere (d. h., zwei oder mehr) integrierte Prozesse, wie die vorstehend beschriebenen, gleichzeitig an mehreren auszulegenden Komponenten über ein vollständig integriertes System und einen vollständig integrierten Prozess durchgeführt. Beispielsweise werden in der Ausführungsform von 3 drei Komponenten, jede mit mehreren individuellen Lösern, welche vollständig sowohl in einer Komponente als auch zwischen benachbarten Komponenten integriert sind, rechnerisch analysiert. Die berechneten Ergebnisse jedes Lösers werden zwischen allen benachbarten Lösern aller Modelle hin und her übertragen, indem beispielsweise Protokolle einer Nachrichtenweitergabeschnittstelle (MPI, message passing interface) angewendet werden, um eine vollständig gekoppelte Konvergenz zu erzielen. Daher wird kein Modell in einem eigenständigen, unabhängigen Sinne konvergieren, womit sichergestellt wird, dass alle gegenseitigen Abhängigkeiten in einer konsistenten und genauen Weise berücksichtigt werden. Dieser Lösungsansatz sorgt für eine verbesserte Recheneffizienz und -genauigkeit und ermöglicht die Durchführung von Simulationen der Verhaltensweise und der Leistungsfähigkeit von mehreren benachbarten Komponenten. Wenn er zur Durchführung von Berechnungen für die Module eines Flugzeug-Gasturbinentriebwerks eingesetzt wird, kann beispielsweise eine Analyse des Betriebsverhaltens des Triebwerks durchgeführt werden.
Somit wird ein integrierter automatischer Echtzeit-Prozess für eine thermische Analyse, Durchflussanalyse, Hohlraum-(Luftverlust und Drall)-Analyse, Labyrinthdichtungsanalyse, Analyse der mechanischen Auslenkung und Abstandsanalyse bereitgestellt. Ferner findet eine Kommunikation zwischen den verschiedenen Elementen in dem integrierten Prozess der vorliegenden Anmeldung statt. Zusätzlich und als Alternative kann die Hierarchie des integrierten Analyseprozesses 10 zur Anpassung an verschiedene Auslegungsmerkmale und/oder Szenarien verändert werden.
Ferner variieren diese Temperaturen, sobald das Triebwerk unterschiedlichen Höhen und Wetterbedingungen ausgesetzt ist. Daher ermöglicht der Analyseprozess der vorliegenden Anmeldung einem Konstrukteur, derartige Veränderungen vorherzusagen, da der Analyseprozess der vorliegenden Anmeldung derartige gegenseitige Abhängigkeiten berücksichtigt, was wiederum ermöglicht, dass die Konstruktion derartige Variationen berücksichtigt.
Es wird auch in Betracht gezogen, dass die Anzahl der Teilprozess erhöht oder verringert werden kann. Zusätzlich können die Ausgabe- und dementsprechend Eingabepfade zu und von jedem Subprozess variiert werden. Ferner kann die Anzahl der Ausgabe- und Eingabepfade ebenfalls variiert werden.
Natürlich ist die Anzahl der Teilprozesse und ihrer gegenseitigen Verbindungen von der Art des durchzuführenden technischen Analyseprozesses abhängig. Beispielsweise erläutert die vorliegende Anmeldung einen Aspekt eines technischen Analyseprozesses eines Flugzeugs, wobei jedoch der Prozess der vorliegenden Anmeldung nicht auf denselben beschränkt sein soll und bei jedem beliebigen Auslegungsprozess genutzt werden kann.
Die integrierte technische Analyse der vorliegenden Anmeldung sorgt für eine genaue Berücksichtigung und Darstellung der voneinander abhängigen Werte. Dieses führt zu Vorhersagen hoher Qualität. Beispielsweise variieren stabile und transiente Temperaturwerte und Verteilungen signifikant und sind von weiteren Werten abhängig. Der Prozess der vorliegenden Anmeldung sorgt für genaue Vorhersagen derselben, was die Bestimmung mehrerer gegenseitig abhängiger Ausgabegrößen ermöglicht, ohne auf herkömmliche ”eigenständige” bzw. ”unabhängige” Berechnungen angewiesen zu sein.
Dieser Prozess stellt eine besser angepasste Analysetechnik bereit, welche die Analyse von mehr Fällen, Szenarien oder Problemen in kürzerer Zeit und mit geringeren Kosten ermöglicht.
Es gibt auch weniger Möglichkeiten für Fehler oder falsche Berechnungen, da die Ergebnisse der verschiedenen Teilprozesse berücksichtigt werden, wenn einzelne Werte berechnet werden, die selbst variieren.
Diese Beschreibung benutzt Beispiele, um die Erfindung, einschließlich der besten Ausführungsart zu offenbaren und um auch jedem Fachmann auf diesem Gebiet zu ermöglichen, die Erfindung auszuführen und zu nutzen. Der patentierbare Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die dem Fachmann auf diesem Gebiet in den Sinn kommen. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Erfindung enthalten sein, sofern sie strukturelle Elemente besitzen, die sich von dem Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortsinn der Ansprüche enthalten.
Zusammenfassung:
Ein Verfahren zum Durchführen analytischer technischer Analysen an mehreren Komponenten weist die Schritte auf: a) Durchführen eines ersten integrierten Berechnungsprozesses, wobei der erste Prozess mehrere Berechnungslöser aufweist, die dafür eingerichtet sind, Eigenschaften einer ersten Komponente zu berechnen; b) Durchführen eines zweiten integrierten Berechnungsprozesses, wobei der zweite Prozess mehrere Berechnungslöser aufweist, die dafür eingerichtet sind, Eigenschaften einer zweiten Komponente zu berechnen; und c) wechselseitiges Kommunizieren von Ergebnissen zwischen entsprechenden Berechnungslösern des ersten und zweiten Berechnungsprozesses; und d) Wiederholen des ersten und zweiten Berechnungsprozesses.

Claims

Verfahren zum Durchführen analytischer technischer Analysen an mehreren Komponenten, wobei das Verfahren aufweist: a) Durchführen eines ersten integrierten Berechnungsprozesses, wobei der erste Prozess mehrere Berechnungslöser aufweist, die dafür eingerichtet sind, Eigenschaften einer ersten Komponente zu berechnen; b) Durchführen eines zweiten integrierten Berechnungsprozesses, wobei der zweite Prozess mehrere Berechnungslöser aufweist, die dafür eingerichtet sind, Eigenschaften einer zweiten Komponente zu berechnen; und c) wechselseitiges Kommunizieren von Ergebnissen zwischen entsprechenden Berechnungslösern des ersten und des zweiten Berechnungsprozesses; und d) Wiederholen des ersten und des zweiten Berechnungsprozesses.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Berechnungsprozess gleichzeitig durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt der Bestimmung, ob die Eigenschaften zu einer vorbestimmten Toleranz konvergieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kommunikationsschritt mittels Nachrichtenweitergabeschnittstellen (MPIs) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren in Verbindung mit einer technischen Auslegung eines Flugzeugtriebwerks durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Berechnungsprozesse die Auslenkungswerte von Komponententeilen eines Flugzeugtriebwerks berechnen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Berechnungsprozesse die Auslenkungswerte von beweglichen und feststehenden Komponententeilen eines Flugzeugtriebwerks berechnen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Berechnungsprozesse auch einen Luftdruck und Durchfluss eines Flugzeugtriebwerks berechnen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Berechnungsprozesse für eine Verwendung in Verbindung mit einer Konstruktion konfiguriert sind, die mechanische Teile besitzt, welche temperaturempfindlich sind.
Verfahren nach Anspruch 1 wobei das Verfahren den Schritt der Verwendung eines Befehlscodes enthält, der für die Bestimmung konfiguriert ist, ob eine Endausgabegröße innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt.
Verfahren zum Durchführen analytischer technischer Analysen an mehreren Komponenten, wobei das Verfahren aufweist: a) Durchführen mehrerer integrierter Berechnungsprozesse, wobei jeder von den Prozessen mehrere Berechnungslöser aufweist, die dafür eingerichtet sind, Eigenschaften einer Flugzeugtriebwerkskomponente zu berechnen; b) wechselseitiges Kommunizieren von Ergebnissen zwischen entsprechenden Berechnungslösern der mehreren Berechnungsprozesse unter Verwendung von Nachrichtenweitergabeschnittstellen (MPIs); c) Wiederholen der Berechnungsprozesse; und d) Anwenden eines Befehlscodes, der für die Bestimmung konfiguriert ist, ob eine Endausgabegröße in einem vorbestimmten Bereich liegt.