d-LIGHT

Design light and fast – greener gas turbines based on innovative lightweight solutions

1. Projektets idé
Projektet d-LIGHT syftar till att integrera designautomation (DA) och multidisciplinär optimering (MDO) med AI och maskininlärningsalgoritmer (ML) för att design framtidens gröna gasturbiner baserat på innovativa lättviktslösningar. DA är en metod för att automatisera konstruktionsarbete (jmf. generativ design) och MDO är ett effektivt sätt att koppla samman olika ingenjörsdiscipliner och automatiskt söka igenom en stor lösningsrymd efter holistiska helhetslösningar. AI och ML-algoritmer kommer sedan användas för att skapa och visualisera data för effektivt beslutsstöd. 
d-LIGHT bidrar även till flera positiva tekniska effekter för gasturbiner och förbättrade produktegenskaper så som ökad gasturbineffektivitet, optimerad prestanda för nya klimatsmarta bränslen (ex. e-etanol & vätgas) för att minska koldioxidutsläpp, ökad säkerhet i att prediktera livslängd, utökade serviceintervall, effektivare material-utnyttjande mm. Dessutom är tillämpningsområdet för projektet additiv tillverkning. Baserat på designautomation och MDO är målet att skapa nya innovativa lättviktsstrukturer, så som ihåliga och porösa materialstrukturer, via additiv tillverkning, för att minimera vikt och maximera prestanda

2. Projektets mål och resultat
Genom att kombinera designautomation och multidisciplinär optimering med AI och maskininlärning vid design av gasturbinkomponenter vill projektet uppnå följande mål:
•    en 30% minskning av utvecklingstiden baserad på en ny automatiserad och effektiviserad utvecklingsprocess,
•    en 20% minskning av utvecklingskostnaden.
•    förbättrade produktegenskaper så som att designanpassa komponenter för specifika bränslen (dvs. ”gröna” bränslen för att minska koldioxidutsläpp), ökad gasturbineffektivitet, ökad säkerhet i predikterad livslängd, utökade serviceintervall, effektivare material-utnyttjande mm.
•    nya innovativa lättviktsstrukturer, så som ihåliga och porösa materialstrukturer, baserad på additiv tillverkning (sk. 3D-printing) och MDO för att minimera vikt och maximera prestanda.
•    ett generiskt ramverk för multidisciplinär optimering i tidiga faser vid utveckling av komplexa produkter där minimering av vikten är en viktig aspekt.

3. Projektets bidrag till programmålen
d-LIGHT bidrar till LIGHTER:s effektmål hållbarhet och effektivitet genom att utveckla metoder och verktyg som stärker industrins förmåga att använda multidisciplinär optimering i tidiga skeden av produktutvecklingsprocessen och därmed effektivisera desigin av lättviktslösningar. Applikationen av projektet har ett tydligt hållbarhetsfokus då det handlar om att ta fram nya innovativa lättviktslösningar för gasturbiner så att de kan drivas på miljövänliga bränslen och komplettera förnyelsebara energikällor såsom sol och vindkraft. Effektivare turbiner bidrar även till tillväxt inom energisektorn och utökade exportmöjligheter.

4. Projektets aktörskonstellation
d-LIGHT består av tre aktörer, avdelningen Maskinkonstruktion vid Linköpings universitet (LiU), Siemens Energy AB och CAE Value. LiU har en lång tradition av att arbeta med MDO tillsammans med industrin, exempelvis i Vinnova projekt så som IMPOz och AutoPack. En stor del av arbetet i projektet kommer att genomföras av en doktorand som delar sin tid mellan Siemens och LiU och som på så vis kommer att säkerställa att den kunskap som genereras är relevant för företaget och att resultaten går att implementera i industrin. Siemens bidrar till projektet med djup insikt om kravbilden för applikationen i sig, så väl som detaljerad kunskap om de ingående modellerna samt inom additiv tillverkning. Resultatet kommer vara direkt implementerbart i framtidens nya turbiner som drivs av mer miljövänliga bränslen. Slutligen består konsortier även av CAE Value som är ett SME som levererar avancerade tjänster inom design, simulering och optimering vid kvalificerad produktutveckling. CAE Value har lång erfarenhet av att arbeta med MDO ur ett industriellt perspektiv, och är också leverantör av integrations- och optimeringsramverket Heeds som kommer att användas inom projektet.  
 

Projektet delfinansieras av Vinnova

14 Dec - 2020

Project start

30 Nov - 2023

Project end

Related content