{"id":{"repo_id":"tu-berlin","oai_identifier":"oai:depositonce.tu-berlin.de:11303/20387"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/tu-berlin/oai:depositonce.tu-berlin.de:11303/20387","repository":{"repo_id":"tu-berlin","name":"Technische Universität Berlin","base_url":"https://api-depositonce.tu-berlin.de/server/oai/request"},"display":{"title":"Optimierung des stationären Betriebsverhaltens von Zweiwellentriebwerken durch angepasste Leitradverstellung im Hochdruckverdichter","abstract":"In modernen Fluggasturbinen werden zum Druckaufbau heutzutage vorrangig vielstufige Axialverdichter eingesetzt. Diese neigen unter zu hoher Androsselung zu Strömungsablösungen. Das Verlassen des stabilen Strömungsbereiches kann gravierende Folgen für die strukturelle Integrität des Verdichters und damit des gesamten Triebwerks haben. Durch den effektiven Einsatz von stabilisierenden Mßnahmen kann das Auftreten der kritischen Zustände vermieden werden. Als eine zuverlässige Maßnahme zur Strömungsstabilisierung haben sich variable Verdichterleitschaufeln etabliert. Sie korrigieren die Anströmung für den folgenden Rotor und helfen damit, Ablösung zu vermeiden. Neben dem stabilisierenden Einfluss auf die Strömung kann durch Anpassung der Verstellwinkel der variablen Leitschaufeln der Wirkungsgrad des Verdichters sowie die Güte des gesamten Triebwerkskreisprozesses beeinflusst werden. Die optimalen Leitschaufelverstellwinkel werden konventionell für den Verdichter im Einzelbetrieb hergeleitet. Durch den Einfluss der anderen Komponenten während des Triebwerksbetriebs kann das auf diesen Verstellwinkeln basierende Verstellgesetz ineffizient werden. Zudem können Variationen der Betriebsbedingungen, Änderungen der Fluideigenschaften oder des Triebwerkszustandes zu Abweichungen vom idealen Betriebsverhalten und damit ebenfalls zur ineffizienten Nutzung des Verstellgesetzes führen. Hingegen kann ein betriebspunktabhängiges Verstellgesetz zur Verbesserung des Triebwerksbetriebs beitragen. Die zur Herleitung eines optimalen Leitschaufelverstellgesetzes vorrangig betrachteten Zielvorgaben hoher Pumpgrenzabstand und hoher Wirkungsgrad führen keinesfalls zu einheitlichen Anforderungen an die Verstellwinkel der variablen Hochdruckverdichterleitschaufeln. Für bestimmte Betriebsbereiche führt ein Öffnen der Leitschaufeln zu einem höheren Wirkungsgrad, verursacht aber gleichzeitig eine Reduktion des Pumpgrenzabstandes und umgekehrt. Demnach muss ein Kompromiss zwischen den Zielvorgaben gefunden werden. Die notwendige Grundlage dafür ist eine möglichst genaue Kenntnis der Interaktion zwischen Verdichter und den übrigen Komponenten des Triebwerks. Das Ziel dieser Arbeit ist, die komplexen Wechselwirkungen zwischen der Komponente Verdichter und dem Gesamtsystem Triebwerk am Beispiel der variablen Leitschaufelverstellung von Hochdruckverdichtern axialer Bauweise näher zu beleuchten, und die Notwendigkeit für ein betriebspunktabhängiges Leitschaufelverstellgesetz aufzuzeigen. Zu diesem Zweck wird eine automatisierte Prozesskopplung implementiert, welche Modelle für die Triebwerksleistungsrechnung und die Verdichtermittelschnittrechnung miteinander verbindet. Innerhalb des gekoppelten Modells liefert die Mittelschnittrechnung detaillierte Informationen über die Arbeitsweise der einzelnen Verdichterstufen unter den betriebsbedingten - durch die Leistungsrechnung bestimmten - thermodynamischen Randbedingungen. Es werden zwei unterschiedliche Methoden zur Kopplung von Triebwerksleistungsrechnung und Verdichtermittelschnittrechnung vorgestellt, die im Rahmen dieser Arbeit entwickelt wurden. In der Substitutionsmethode wird das Kennfeld vollständig durch das Verdichtermittelschnittverfahren ersetzt. Die Substitutionsmethode ist vorrangig im Vorauslegungsprozess des Triebwerks anzuwenden. Im weiteren Verlauf des Entwicklungsprozesses ist die Hybridmethode zu präferieren. Die Hybridmethode nutzt ein auf Messdaten basierendes Kennfeld und appliziert Effekte von Geometrieveränderungen aus der Mittelschnittrechnung. Mit dem entwickelten numerischen Werkzeug können die Auswirkungen von Komponentänderungen auf das Gesamtsystem und umgekehrt besser analysiert und verstanden werden. Das gekoppelte Modell erlaubt sowohl die Bewertung der Effizienz als auch der Stabilität des Verdichters durch die Leitschaufelverstellung im Kontext des Gesamtsystems. Kompromisslösungen für unterschiedliche Anforderungen verschiedener Komponenten können besser gefunden werden. Ebenso lassen sich Verbesserungen des Triebwerksbetriebs für verschiedene Flugbedingungen und Triebwerkszustände herleiten. Das in der betriebspunktabhängigen Leitschaufelverstellung verborgene Verbesserungspotential wirkt sich dabei ausschließlich auf eine Anpassung der Triebwerksregelungsgesetze aus und kommt ohne Änderung von Bauteilen aus. Die betriebspunktabhängige Anpassung der variablen Leitschaufelwinkel wird anhand des gekoppelten Modells über eine Optimierung mit dem im Rahmen dieser Arbeit entwickelten evolutionären Algorithmus realisiert. Die Ergebnisse dieser Optimierung werden ausführlich dargestellt und diskutiert. Es wird aufgezeigt, dass eine individuelle Ansteuerung der einzelnen Leitschaufelreihen im Vergleich zur konventionellen, mechanischen Kopplung Verbesserungspotential birgt. In Bereichen widersprüchlicher Anforderungen kann es sinnvoll sein, mittels Mehrzieloptimierung nach paretooptimalen Lösungsmengen zu suchen. Auf diese Weise kann eine Wichtung der Zielparameter im Anschluss an die Rechnung vorgenommen werden. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass der spezifische Brennstoffverbrauch als Maß für die Triebwerksgüte durch die Verstellung der variablen Leitschaufeln beeinflusst wird. Dabei sind die beiden größten Hebel der Verdichterwirkungsgrad und der Turbinenwirkungsgrad. Im Vergleich zur Verdichteroptimierung im Einzelbetrieb befindet sich das Optimum der Leitschaufelwinkel für den Betrieb im Triebwerk bei einer deutlich weiter geschlossenen Leitschaufelstellung. Damit wird neben der Prozessgüte auch der Pumpgrenzabstand signifikant verbessert. Weiterhin wird das Potential einer Anpassung der variablen Leitschaufeln an unterschiedliche Betriebsbedingungen untersucht. Es werden die Verbesserungsmöglichkeiten bei verschiedenen Umgebungsbedingungen, Zapfluftentnahme, Triebwerksverschlechterung und Wassereintritt betrachtet. Die Ergebnisse zeigen, dass Optimierungspotential für Zapfluftentnahme und flüssiges Wasser vorhanden ist. Hingegen zeigt eine Anpassung der Verstellwinkel an verschiedene Umgebungsbedingungen sowie den Triebwerkszustand nur wenig Möglichkeit zur Verbesserung. Mit der vorliegenden Arbeit wird eine interdisziplinäre Herangehensweise zur Untersuchung von komplexen Problemstellungen durch die Kopplung adäquater Modelle hergeleitet. Die Arbeitsweise wird am Beispiel des Zusammenwirkens von Verdichter und Gesamtsystem Triebwerk demonstriert. Die Verwendbarkeit des gekoppelten Modells geht dabei weit über die untersuchte Fragestellung zur betriebspunktabhängigen Leitschaufelanpassung im Verdichter hinaus und kann in allen Phasen der Triebwerksentwicklung sowie während des weiteren Lebenszyklus gewinnbringend eingesetzt werden.","abstract_html":"In modernen Fluggasturbinen werden zum Druckaufbau heutzutage vorrangig vielstufige Axialverdichter eingesetzt. Diese neigen unter zu hoher Androsselung zu Strömungsablösungen. 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Demnach muss ein Kompromiss zwischen den Zielvorgaben gefunden werden. Die notwendige Grundlage dafür ist eine möglichst genaue Kenntnis der Interaktion zwischen Verdichter und den übrigen Komponenten des Triebwerks. Das Ziel dieser Arbeit ist, die komplexen Wechselwirkungen zwischen der Komponente Verdichter und dem Gesamtsystem Triebwerk am Beispiel der variablen Leitschaufelverstellung von Hochdruckverdichtern axialer Bauweise näher zu beleuchten, und die Notwendigkeit für ein betriebspunktabhängiges Leitschaufelverstellgesetz aufzuzeigen. Zu diesem Zweck wird eine automatisierte Prozesskopplung implementiert, welche Modelle für die Triebwerksleistungsrechnung und die Verdichtermittelschnittrechnung miteinander verbindet. Innerhalb des gekoppelten Modells liefert die Mittelschnittrechnung detaillierte Informationen über die Arbeitsweise der einzelnen Verdichterstufen unter den betriebsbedingten - durch die Leistungsrechnung bestimmten - thermodynamischen Randbedingungen. 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Kompromisslösungen für unterschiedliche Anforderungen verschiedener Komponenten können besser gefunden werden. Ebenso lassen sich Verbesserungen des Triebwerksbetriebs für verschiedene Flugbedingungen und Triebwerkszustände herleiten. Das in der betriebspunktabhängigen Leitschaufelverstellung verborgene Verbesserungspotential wirkt sich dabei ausschließlich auf eine Anpassung der Triebwerksregelungsgesetze aus und kommt ohne Änderung von Bauteilen aus. Die betriebspunktabhängige Anpassung der variablen Leitschaufelwinkel wird anhand des gekoppelten Modells über eine Optimierung mit dem im Rahmen dieser Arbeit entwickelten evolutionären Algorithmus realisiert. Die Ergebnisse dieser Optimierung werden ausführlich dargestellt und diskutiert. Es wird aufgezeigt, dass eine individuelle Ansteuerung der einzelnen Leitschaufelreihen im Vergleich zur konventionellen, mechanischen Kopplung Verbesserungspotential birgt. 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Es werden die Verbesserungsmöglichkeiten bei verschiedenen Umgebungsbedingungen, Zapfluftentnahme, Triebwerksverschlechterung und Wassereintritt betrachtet. Die Ergebnisse zeigen, dass Optimierungspotential für Zapfluftentnahme und flüssiges Wasser vorhanden ist. Hingegen zeigt eine Anpassung der Verstellwinkel an verschiedene Umgebungsbedingungen sowie den Triebwerkszustand nur wenig Möglichkeit zur Verbesserung. Mit der vorliegenden Arbeit wird eine interdisziplinäre Herangehensweise zur Untersuchung von komplexen Problemstellungen durch die Kopplung adäquater Modelle hergeleitet. Die Arbeitsweise wird am Beispiel des Zusammenwirkens von Verdichter und Gesamtsystem Triebwerk demonstriert. Die Verwendbarkeit des gekoppelten Modells geht dabei weit über die untersuchte Fragestellung zur betriebspunktabhängigen Leitschaufelanpassung im Verdichter hinaus und kann in allen Phasen der Triebwerksentwicklung sowie während des weiteren Lebenszyklus gewinnbringend eingesetzt werden.","In modern aircraft engines, multi-stage axial compressors are primarily used to build up pressure. Compressors have a tendency to flow separation when throttling becomes too high. Leaving the stable flow region can have serious impacts on the structural integrity of the compressor and thus the entire engine. The effective use of stabilizing measures can avoid the appearance of such critical conditions. Variable compressor guide vanes have established as a reliable flow stabilization measure. They correct the inflow for the following rotor and thus help to avoid flow separation. In addition to the stabilizing influence on the flow, adjusting the angle of the variable guide vanes can improve the efficiency of the compressor as well as of the entire engine. The pitch law for controlling the variable guide vanes is conventionally set up at a constant reference condition for the compressor in single operation mode. Due to the influence of the other components during engine operation, the pitch law found for the standalone compressor may become ineffective. In addition variations in operating conditions, changes in fluid properties or engine condition may require an adaption of the pitch law to the particular flight condition in order to improve engine operation. The targets of high surge margin and high efficiency can result in contradictory requirements for the guide vane pitch law. For certain operating ranges, opening the guide vanes leads to higher efficiency, but at the same time causes a reduction in the surge limit distance, and vice versa. A compromise between the objectives has to be found. This requires the most accurate knowledge possible of the interaction between the compressor and the overall system. The aim of this work is to illustrate the complex interactions between the compressor component and the overall engine system, using the example of variable guide vane adjustment in axial highpressure compressors. For this purpose, an automated process coupling is implemented, which combines models for engine performance calculation and compressor meanline with each other. This makes it possible to evaluate both the efficiency and the stability of the compressor, taking the overall system behaviour into account. By coupling the models, compromise solutions can be found more easily. The effects of the overall system on the component level can be analysed better and vice versa. Such an approach ultimately leads to an improvement in understanding and the the design result. Two different methods for coupling engine performance calculation and compressor meanline calculation are presented. Both are developed within the scope of this work. In the substitution method, the compressor characteristic is replaced by the compressor meanline computation. The substitution method is primarily suitable for the preliminary engine design phase. At a later stage of the development process, the hybrid method is to be preferred. The hybrid method uses a map, that is based on measured data, and applies effects of geometry changes from the meanline calculation to it. Within the coupled model, the meanline calculation provides detailed information about the operation of the individual compressor stages at current thermodynamic boundary conditions provided by the performance calculation. With the coupled tool, the effects of variable compressor guide vane variation can be analysed in the context of the overall system. Improvements in engine operation can be derived by adapting the variable guide vanes to different flight conditions and engine states. The potential for improvement lies solely in the adaptation of the guide vane pitch law and does not require any modification of the engine hardware. The adaptation of the variable guide vane angles depending on the operating point conditions is realized on the basis of the coupled model. An evolutionary algorithm developed within the scope of this work is employed to optimize the variable guide vane settings with the objectives to retrieve high efficiency and high surge margin. The results of the optimization are presented and discussed in detail. It is shown that individual control of the individual guide vane rows has potential for improvement compared to conventional mechanical coupling. In areas of conflicting requirements regarding efficiency and surge margins, it makes sense to search for pareto-optimal solutions. Thus a weighting between two and more objective functions can can be conducted after the calculation. It can be observed, that specific fuel consumption as a measure of engine quality can be influenced by the adjustment of the variable guide vanes. The two biggest levers here are compressor efficiency and turbine efficiency. For operation in the engine at sea level ISA conditions the variable inlet guide vanes are closed further compared to compressor optimization in stand-alone operation. This significantly improves not only the process efficiency but also the surge margin. Furthermore, the potential of adjusting the variable guide vanes to different operating conditions is considered. The potential for improvement under different ambient conditions, bleed air extraction, engine deterioration and liquid water ingestion are investigated. As a result, there is optimization potential for bleed air extraction and liquid water. On the other hand, an adjustment of the adjustment law to different ambient conditions as well as the engine condition shows just little possibility for improvement. One reason for this may be the inaccurate modelling of the deterioration effects. With this work an interdisciplinary approach for the investigation of complex problems in the field of aero engines by coupling adequate models is presented. The method is demonstrated on the interaction between the compressor and the overall engine system. The scope of the coupled model is not restricted to the investigated problem of operating point-dependent guide vane adaptation in the gas turbine compressor. 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Als eine zuverlässige Maßnahme zur Strömungsstabilisierung haben sich variable Verdichterleitschaufeln etabliert. Sie korrigieren die Anströmung für den folgenden Rotor und helfen damit, Ablösung zu vermeiden. Neben dem stabilisierenden Einfluss auf die Strömung kann durch Anpassung der Verstellwinkel der variablen Leitschaufeln der Wirkungsgrad des Verdichters sowie die Güte des gesamten Triebwerkskreisprozesses beeinflusst werden. Die optimalen Leitschaufelverstellwinkel werden konventionell für den Verdichter im Einzelbetrieb hergeleitet. Durch den Einfluss der anderen Komponenten während des Triebwerksbetriebs kann das auf diesen Verstellwinkeln basierende Verstellgesetz ineffizient werden. Zudem können Variationen der Betriebsbedingungen, Änderungen der Fluideigenschaften oder des Triebwerkszustandes zu Abweichungen vom idealen Betriebsverhalten und damit ebenfalls zur ineffizienten Nutzung des Verstellgesetzes führen. Hingegen kann ein betriebspunktabhängiges Verstellgesetz zur Verbesserung des Triebwerksbetriebs beitragen. Die zur Herleitung eines optimalen Leitschaufelverstellgesetzes vorrangig betrachteten Zielvorgaben hoher Pumpgrenzabstand und hoher Wirkungsgrad führen keinesfalls zu einheitlichen Anforderungen an die Verstellwinkel der variablen Hochdruckverdichterleitschaufeln. Für bestimmte Betriebsbereiche führt ein Öffnen der Leitschaufeln zu einem höheren Wirkungsgrad, verursacht aber gleichzeitig eine Reduktion des Pumpgrenzabstandes und umgekehrt. Demnach muss ein Kompromiss zwischen den Zielvorgaben gefunden werden. Die notwendige Grundlage dafür ist eine möglichst genaue Kenntnis der Interaktion zwischen Verdichter und den übrigen Komponenten des Triebwerks. Das Ziel dieser Arbeit ist, die komplexen Wechselwirkungen zwischen der Komponente Verdichter und dem Gesamtsystem Triebwerk am Beispiel der variablen Leitschaufelverstellung von Hochdruckverdichtern axialer Bauweise näher zu beleuchten, und die Notwendigkeit für ein betriebspunktabhängiges Leitschaufelverstellgesetz aufzuzeigen. Zu diesem Zweck wird eine automatisierte Prozesskopplung implementiert, welche Modelle für die Triebwerksleistungsrechnung und die Verdichtermittelschnittrechnung miteinander verbindet. Innerhalb des gekoppelten Modells liefert die Mittelschnittrechnung detaillierte Informationen über die Arbeitsweise der einzelnen Verdichterstufen unter den betriebsbedingten - durch die Leistungsrechnung bestimmten - thermodynamischen Randbedingungen. Es werden zwei unterschiedliche Methoden zur Kopplung von Triebwerksleistungsrechnung und Verdichtermittelschnittrechnung vorgestellt, die im Rahmen dieser Arbeit entwickelt wurden. In der Substitutionsmethode wird das Kennfeld vollständig durch das Verdichtermittelschnittverfahren ersetzt. Die Substitutionsmethode ist vorrangig im Vorauslegungsprozess des Triebwerks anzuwenden. Im weiteren Verlauf des Entwicklungsprozesses ist die Hybridmethode zu präferieren. Die Hybridmethode nutzt ein auf Messdaten basierendes Kennfeld und appliziert Effekte von Geometrieveränderungen aus der Mittelschnittrechnung. Mit dem entwickelten numerischen Werkzeug können die Auswirkungen von Komponentänderungen auf das Gesamtsystem und umgekehrt besser analysiert und verstanden werden. Das gekoppelte Modell erlaubt sowohl die Bewertung der Effizienz als auch der Stabilität des Verdichters durch die Leitschaufelverstellung im Kontext des Gesamtsystems. Kompromisslösungen für unterschiedliche Anforderungen verschiedener Komponenten können besser gefunden werden. Ebenso lassen sich Verbesserungen des Triebwerksbetriebs für verschiedene Flugbedingungen und Triebwerkszustände herleiten. Das in der betriebspunktabhängigen Leitschaufelverstellung verborgene Verbesserungspotential wirkt sich dabei ausschließlich auf eine Anpassung der Triebwerksregelungsgesetze aus und kommt ohne Änderung von Bauteilen aus. Die betriebspunktabhängige Anpassung der variablen Leitschaufelwinkel wird anhand des gekoppelten Modells über eine Optimierung mit dem im Rahmen dieser Arbeit entwickelten evolutionären Algorithmus realisiert. Die Ergebnisse dieser Optimierung werden ausführlich dargestellt und diskutiert. Es wird aufgezeigt, dass eine individuelle Ansteuerung der einzelnen Leitschaufelreihen im Vergleich zur konventionellen, mechanischen Kopplung Verbesserungspotential birgt. In Bereichen widersprüchlicher Anforderungen kann es sinnvoll sein, mittels Mehrzieloptimierung nach paretooptimalen Lösungsmengen zu suchen. Auf diese Weise kann eine Wichtung der Zielparameter im Anschluss an die Rechnung vorgenommen werden. 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Hingegen zeigt eine Anpassung der Verstellwinkel an verschiedene Umgebungsbedingungen sowie den Triebwerkszustand nur wenig Möglichkeit zur Verbesserung. Mit der vorliegenden Arbeit wird eine interdisziplinäre Herangehensweise zur Untersuchung von komplexen Problemstellungen durch die Kopplung adäquater Modelle hergeleitet. Die Arbeitsweise wird am Beispiel des Zusammenwirkens von Verdichter und Gesamtsystem Triebwerk demonstriert. Die Verwendbarkeit des gekoppelten Modells geht dabei weit über die untersuchte Fragestellung zur betriebspunktabhängigen Leitschaufelanpassung im Verdichter hinaus und kann in allen Phasen der Triebwerksentwicklung sowie während des weiteren Lebenszyklus gewinnbringend eingesetzt werden.","In modern aircraft engines, multi-stage axial compressors are primarily used to build up pressure. Compressors have a tendency to flow separation when throttling becomes too high. Leaving the stable flow region can have serious impacts on the structural integrity of the compressor and thus the entire engine. The effective use of stabilizing measures can avoid the appearance of such critical conditions. Variable compressor guide vanes have established as a reliable flow stabilization measure. They correct the inflow for the following rotor and thus help to avoid flow separation. In addition to the stabilizing influence on the flow, adjusting the angle of the variable guide vanes can improve the efficiency of the compressor as well as of the entire engine. The pitch law for controlling the variable guide vanes is conventionally set up at a constant reference condition for the compressor in single operation mode. Due to the influence of the other components during engine operation, the pitch law found for the standalone compressor may become ineffective. In addition variations in operating conditions, changes in fluid properties or engine condition may require an adaption of the pitch law to the particular flight condition in order to improve engine operation. The targets of high surge margin and high efficiency can result in contradictory requirements for the guide vane pitch law. For certain operating ranges, opening the guide vanes leads to higher efficiency, but at the same time causes a reduction in the surge limit distance, and vice versa. A compromise between the objectives has to be found. This requires the most accurate knowledge possible of the interaction between the compressor and the overall system. The aim of this work is to illustrate the complex interactions between the compressor component and the overall engine system, using the example of variable guide vane adjustment in axial highpressure compressors. For this purpose, an automated process coupling is implemented, which combines models for engine performance calculation and compressor meanline with each other. This makes it possible to evaluate both the efficiency and the stability of the compressor, taking the overall system behaviour into account. By coupling the models, compromise solutions can be found more easily. The effects of the overall system on the component level can be analysed better and vice versa. Such an approach ultimately leads to an improvement in understanding and the the design result. Two different methods for coupling engine performance calculation and compressor meanline calculation are presented. Both are developed within the scope of this work. In the substitution method, the compressor characteristic is replaced by the compressor meanline computation. The substitution method is primarily suitable for the preliminary engine design phase. At a later stage of the development process, the hybrid method is to be preferred. The hybrid method uses a map, that is based on measured data, and applies effects of geometry changes from the meanline calculation to it. Within the coupled model, the meanline calculation provides detailed information about the operation of the individual compressor stages at current thermodynamic boundary conditions provided by the performance calculation. With the coupled tool, the effects of variable compressor guide vane variation can be analysed in the context of the overall system. Improvements in engine operation can be derived by adapting the variable guide vanes to different flight conditions and engine states. The potential for improvement lies solely in the adaptation of the guide vane pitch law and does not require any modification of the engine hardware. The adaptation of the variable guide vane angles depending on the operating point conditions is realized on the basis of the coupled model. An evolutionary algorithm developed within the scope of this work is employed to optimize the variable guide vane settings with the objectives to retrieve high efficiency and high surge margin. The results of the optimization are presented and discussed in detail. It is shown that individual control of the individual guide vane rows has potential for improvement compared to conventional mechanical coupling. In areas of conflicting requirements regarding efficiency and surge margins, it makes sense to search for pareto-optimal solutions. Thus a weighting between two and more objective functions can can be conducted after the calculation. It can be observed, that specific fuel consumption as a measure of engine quality can be influenced by the adjustment of the variable guide vanes. The two biggest levers here are compressor efficiency and turbine efficiency. For operation in the engine at sea level ISA conditions the variable inlet guide vanes are closed further compared to compressor optimization in stand-alone operation. This significantly improves not only the process efficiency but also the surge margin. Furthermore, the potential of adjusting the variable guide vanes to different operating conditions is considered. The potential for improvement under different ambient conditions, bleed air extraction, engine deterioration and liquid water ingestion are investigated. As a result, there is optimization potential for bleed air extraction and liquid water. On the other hand, an adjustment of the adjustment law to different ambient conditions as well as the engine condition shows just little possibility for improvement. One reason for this may be the inaccurate modelling of the deterioration effects. With this work an interdisciplinary approach for the investigation of complex problems in the field of aero engines by coupling adequate models is presented. The method is demonstrated on the interaction between the compressor and the overall engine system. The scope of the coupled model is not restricted to the investigated problem of operating point-dependent guide vane adaptation in the gas turbine compressor. It can be profitably applied in all phases of engine development and during the engine's further life cycle."],"dc:identifier.uri":["https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/20387","https://doi.org/10.14279/depositonce-19185"],"dc:language.iso":["de"],"dc:rights.uri":["https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"],"dc:title":["Optimierung des stationären Betriebsverhaltens von Zweiwellentriebwerken durch angepasste Leitradverstellung im Hochdruckverdichter"],"dc:type":["Doctoral Thesis"]},"updated_at":"2026-07-27T21:28:29Z"}