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Simulation of thermal radiation, illustrated by the Bridgman casting process for directional solidification of turbine blades; Simulation von Waermestrahlung am Beispiel des Bridgman-Verfahrens zur gerichteten Erstarrung von Turbinenschaufeln

Thesis/Dissertation:

Abstract

Directionally solidified turbine blades for high-temperature applications today are commonly produced by the Bridgman casting process. The production of a newly constructed turbine blade requires a number of costly and time-consuming casting experiments. The author develops a numerical simulation model based on the finite element method and net radiation method for low-cost and short-term simulation and optimisation of the casting experiments. Several different numerical methods for calculating thermal radiation are compared (radiosity, ray tracing and the finite difference method), and the simulation results are presented for several exemplry turbine blades. Further, an optimisation strategy for improving the quality of the turbine blade casting process is presented. (orig.). 65 figs., 8 tabs. [Deutsch] Gerichtet erstarrte Turbinenschaufeln mit hoher Einsatztemperatur werden nach dem heutigen Stand der Technik nach dem Bridgman-Verfahren gegossen. Die Herstellung einer neu konstruierten Turbinenschaufel verlangt eine Reihe von kosten- und zeitaufwendigen Giessexperimenten. In der vorliegenden Arbeit wird ein numerisches Simulationsmodell auf Basis der Finiten Elemente Methode und Net Radiation Methode entwickelt, mit dem sich kostenguenstig und in kurzen Zeitraeumen die Giessversuche simulieren und optimieren lassen. Die Arbeit vergleicht verschiedene numerische Loesungsverfahren fuer die Waermestrahlung (Radiosity, Ray Tracing und Finite Differenzen Verfahren) und stellt am Beispiel einiger Turbinenschaufeln die Simulationsergebnisse  More>>
Authors:
Publication Date:
Dec 31, 1995
Product Type:
Thesis/Dissertation
Reference Number:
SCA: 200100; PA: DE-97:0G4565; EDB-97:039635; SN: 97001754618
Resource Relation:
Other Information: TH: Diss.; PBD: 1995; Related Information: Fortschritt-Berichte VDI. Reihe 5, Grund- und Werkstoffe, v. 414
Subject:
20 FOSSIL-FUELED POWER PLANTS; BRIDGMAN METHOD; COMPUTERIZED SIMULATION; TURBINE BLADES; PROCESS SOLUTIONS; FINITE ELEMENT METHOD; THERMAL RADIATION; DIAGRAMS; MOCKUP; TIME DEPENDENCE; DATA; FLOWSHEETS
OSTI ID:
446511
Research Organizations:
Technische Hochschule Aachen (Germany)
Country of Origin:
Germany
Language:
German
Other Identifying Numbers:
Journal ID: ISSN 0178-952X; Other: ISBN 3-18-341405-8; TRN: DE97G4565
Submitting Site:
DE
Size:
158 p.
Announcement Date:

Thesis/Dissertation:

Citation Formats

Hofmann, N. Simulation of thermal radiation, illustrated by the Bridgman casting process for directional solidification of turbine blades; Simulation von Waermestrahlung am Beispiel des Bridgman-Verfahrens zur gerichteten Erstarrung von Turbinenschaufeln. Germany: N. p., 1995. Web.
Hofmann, N. Simulation of thermal radiation, illustrated by the Bridgman casting process for directional solidification of turbine blades; Simulation von Waermestrahlung am Beispiel des Bridgman-Verfahrens zur gerichteten Erstarrung von Turbinenschaufeln. Germany.
Hofmann, N. 1995. "Simulation of thermal radiation, illustrated by the Bridgman casting process for directional solidification of turbine blades; Simulation von Waermestrahlung am Beispiel des Bridgman-Verfahrens zur gerichteten Erstarrung von Turbinenschaufeln." Germany.
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title = {Simulation of thermal radiation, illustrated by the Bridgman casting process for directional solidification of turbine blades; Simulation von Waermestrahlung am Beispiel des Bridgman-Verfahrens zur gerichteten Erstarrung von Turbinenschaufeln}
author = {Hofmann, N}
abstractNote = {Directionally solidified turbine blades for high-temperature applications today are commonly produced by the Bridgman casting process. The production of a newly constructed turbine blade requires a number of costly and time-consuming casting experiments. The author develops a numerical simulation model based on the finite element method and net radiation method for low-cost and short-term simulation and optimisation of the casting experiments. Several different numerical methods for calculating thermal radiation are compared (radiosity, ray tracing and the finite difference method), and the simulation results are presented for several exemplry turbine blades. Further, an optimisation strategy for improving the quality of the turbine blade casting process is presented. (orig.). 65 figs., 8 tabs. [Deutsch] Gerichtet erstarrte Turbinenschaufeln mit hoher Einsatztemperatur werden nach dem heutigen Stand der Technik nach dem Bridgman-Verfahren gegossen. Die Herstellung einer neu konstruierten Turbinenschaufel verlangt eine Reihe von kosten- und zeitaufwendigen Giessexperimenten. In der vorliegenden Arbeit wird ein numerisches Simulationsmodell auf Basis der Finiten Elemente Methode und Net Radiation Methode entwickelt, mit dem sich kostenguenstig und in kurzen Zeitraeumen die Giessversuche simulieren und optimieren lassen. Die Arbeit vergleicht verschiedene numerische Loesungsverfahren fuer die Waermestrahlung (Radiosity, Ray Tracing und Finite Differenzen Verfahren) und stellt am Beispiel einiger Turbinenschaufeln die Simulationsergebnisse dar. Weiterhin wird eine Optimierungsstrategie fuer Verbesserung der Gussqualitaet von Turbinenschaufeln vorgestellt. (orig.)}
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year = {1995}
month = {Dec}
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