Seitenkanalpumpen (Abbildung 1) kommen vermehrt zum Einsatz u.a. beispielsweise für die Förderung nachhaltigerer Kraftstoffe für Schiffsantriebe. Momentan besteht kein adäquates Auslegungsverfahren für diese Pumpenart, sondern Seitenkanalpumpen werden derzeit nach Trial & Error entwickelt. Daher soll ein Verfahren zur Auslegung von Seitenkanalpumpen entwickelt werden, das später in ein kommerzielles Auslegungsprogramm integriert wird. Für die Vorhersage wichtiger geometrischer Parameter der Pumpen wird ein neuronales Netz entwickelt. Ein neuer Geometriegenerator erlaubt die Überführung der Parameter in Pumpen-Designs. Die optimalen Geometrieparameter sollen mittels evolutionärer Algorithmen gefunden werden. Das Verfahren soll Pumpenentwürfe nahe des Optimums innerhalb von Minuten liefern. 

Bisher besteht für die Auslegung von Seitenkanalpumpen nur ein grobes Vorgehen anhand von Kennzahlen und gewissen geometrischen Verhältnissen, das den in ihrem Aufbau und ihrer Funktion relativ komplexen Pumpen nicht richtig gerecht wird. Die eigentliche Konstruktion ist durch ein iteratives Vorgehen zeitaufwendig und teuer. 

Das neu entwickelte Verfahren zur Auslegung soll so funktionieren, dass der Anwender später seinen gewünschten Betriebspunkt in Form von Drehzahl, Durchflussmenge und Druckdifferenz (bzw. Förderhöhe) vorgibt. Die Auslegungssoftware ermittelt daraus zunächst wichtige geometrische Größen der Pumpe. Im Vorhaben sind diese Größen so festzulegen, dass aus ihnen sowohl die Leistungsgrößen der Pumpe wie auch der geometrische Aufbau von Laufrad, Seitenkanal und Gehäuse in hinreichender Form abgeleitet werden können. Die wichtigsten geometrischen Parameter der Pumpe für einen möglichst optimalen Entwurfspunkt sollen dabei über ein neuronales Netz ermittelt werden, das mit Hilfe von CFD-Simulationen trainiert wird. Für den Aufbau der Pumpengeometrie (inkl. Freiformflächen zur Ausführung des Seitenkanals) aus den geometrischen Parametern und Verhältnissen wird im Vorhaben ein Geometriegenerator entwickelt.

Zur Verdeutlichung der Zusammenhänge zwischen geometrischen Parametern und Leistungsgrößen der Pumpe wird kurz auf deren Funktionsweise eingegangen. In Seitenkanalpumpen bewegt sich die Förderflüssigkeit durch die Rotation des Laufrades und die Zentrifugalwirkung mehrfach spiralförmig zwischen den Zellen des Sternrades und dem Seitenkanal hin und her, wobei eine sehr intensive Energieübertragung stattfindet (gelber Kurvenverlauf in Abbildung 2). Damit wird eine wesentlich höhere Drucksteigerung erreicht als in Kreiselpumpen gleichen Durchmessers.