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T. Zeilinger:
"Transiente Strömungssimulation eines Abgasturboladers";
Supervisor: T. Lauer, M. Reichhart; E315 Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik, 2014; final examination: 2014-05-27.

This diploma thesis deals with the further development of the methodology of transient flow computation of the exhaust gas turbocharger of a passenger car. This involves the examination of opportunities for the automatization and improvement of the methodology which is currently applied at the BMW diesel engine development.
One part of this document deals with the simulation of the turbocharger by using the so-called Dynamic Fluid Body Interaction feature which is implemented in STAR-CCM+. As a result the rotational speed changes from a user defined boundary condition to a degree of freedom of the system. In this part of the diploma thesis the focus lies also on the question whether the turbine and the compressor shall be linked by adding the shaft of the turbo-charger to the simulation model or by using programmable functions.
Another crucial point for increasing the degree of automation is to enable the movement of the guide vanes of the variable turbine geometry during numerical flow computation. This is realized by the application of the so-called Overset Mesh technique through overlapping vol-ume meshes which can move relative to each other. This enables a much easier and less time consuming adjustment and variation of operating points.
Finally a new control system is derived from the gained know-how of this diploma thesis which represents the optimal modeling concept for the transient flow computation of an ex-haust gas turbocharger and thus minimizes the necessary time and resources while keeping the quality of results at the highest level.

In der vorliegenden Diplomarbeit geht es um die Weiterentwicklung der Methodik zur transienten Strömungsberechnung eines PKW-Abgasturboladers. Dabei werden Automatisierungs- und Verbesserungsmöglichkeiten ausgehend von der derzeit in der BMW Dieselmotorenentwicklung angewandten Methodik entwickelt und analysiert.
Ein Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Simulation des Turboladers mit dem sogenannten Dynamic Fluid Body Interaction Feature in STAR-CCM+. Die ursprünglich als Randbedingung vorgegebene Drehzahl kann sich dadurch frei einstellen und wird somit zu einer
Ergebnisgröße der Berechnung. In diesem Zusammenhang wird auch die Frage geklärt, ob die Koppelung von Turbine und Verdichter im Simulationsmodell durch die Einführung der Turboladerwelle oder durch programmierbare Funktionen zu bevorzugen ist.
Ein weiterer wesentlicher Punkt zur Erhöhung des Automatisierungsgrades ist es, die Bewe-gung der Leitschaufeln der variablen Turbinengeometrie während der numerischen Strö-mungsberechnung zu ermöglichen. Das wird mit der sogenannten Overset Mesh Technik durch überlappende und relativ zueinander bewegte Volumennetze realisiert. Dadurch wird eine wesentlich einfachere und schnellere Einstellung und Variation von Betriebspunkten ermöglicht.
Abschließend wird auf Basis der gesammelten Erkenntnisse ein neues Regelungsmodell abgeleitet, welches das optimale Konzept zur numerischen Strömungsberechnung eines Abgasturboladers darstellt und somit den Zeitaufwand und die Ressourcen bei hoher Ergebnisqualität minimiert.