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Zweidimensionales, akustisches Design zwischen Schalenelementen eines Flugzeugrumpfs mittels Topologieoptimierung

Radestock, Martin and Rose, Michael and Monner, Hans Peter (2017) Zweidimensionales, akustisches Design zwischen Schalenelementen eines Flugzeugrumpfs mittels Topologieoptimierung. In: Fortschritte der Akustik - DAGA 2017. DAGA 2017, 06.-09. Mrz 2017, Kiel.

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Abstract

Das Gewicht eines Flugzeuges hat unmittelbaren Einfluss auf dessen Wirtschaftlichkeit. Die Massenreduktion einzelner Flugzeugstrukturen wird daher bereits im ersten Designschritt berücksichtigt. Im Gegensatz dazu werden akustische Eigenschaften erst in darauf folgenden Auslegungsschritten einbezogen. Als Resultat wird die akustische Isolierung des Rumpfs durch Isoliermatten zwischen Primär- und Sekundärschale realisiert. Ließe sich der Materialeinsatz der Isoliermatten aus akustischer Sicht reduzieren, würde dies das Gewicht des Flugzeugs verringern. Eine bekannter Ansatz zur Gewichtsreduktion ist die Topologieoptimierung, die im Bereich der Steifigkeitsoptimierung weit verbreitet ist. In diesem wissenschaftlichen Beitrag wird die Anpassung Topologieoptimierung für eine akustische Zielfunktion beschrieben. Hierzu werden Materialmodelle definiert, der Designraum zwischen Primär- und Sekundärschale parametrisiert und die Zielfunktion auf die Minimierung des Schalldruckes in einem lokalen Zielgebiet angepasst. Weiterhin wird ein finiter Elementlöser in den Algorithmus implementiert. Dieser ist notwendig, weil ein gradientenbasiertes Optimierungsverfahren verwendet wird und kommerzielle FE-Programme nicht den Umfang bieten, um die Sensitivität in Abhängigkeit der Designparameter zu berechnen. Ziel der Implementierung ist eine verbesserte Konfiguration zukünftiger Flugzeugkabinen, die im Innenraum ein definiertes Schalldruckmuster aufweisen.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/111596/
Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Title:Zweidimensionales, akustisches Design zwischen Schalenelementen eines Flugzeugrumpfs mittels Topologieoptimierung
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Radestock, MartinInstitut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik - Adaptronikhttps://orcid.org/0000-0002-9918-3315
Rose, MichaelInstitut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik - Adaptronikhttps://orcid.org/0000-0002-8311-3638
Monner, Hans PeterInstitut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik - Adaptronikhttps://orcid.org/0000-0002-5897-2422
Date:2017
Journal or Publication Title:Fortschritte der Akustik - DAGA 2017
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Status:Published
Keywords:akustische Topologieoptimierung, Schalldruckreduzierung, akustische finite Elemente (FE) Rechnung
Event Title:DAGA 2017
Event Location:Kiel
Event Type:national Conference
Event Dates:06.-09. Mrz 2017
Organizer:DEGA
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:fixed-wing aircraft
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L AR - Aircraft Research
DLR - Research theme (Project):L - Simulation and Validation
Location: Braunschweig
Institutes and Institutions:Institute of Composite Structures and Adaptive Systems > Adaptronics
Deposited By: Radestock, Martin
Deposited On:27 Mar 2017 14:57
Last Modified:31 Jul 2019 20:08

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  • Zweidimensionales, akustisches Design zwischen Schalenelementen eines Flugzeugrumpfs mittels Topologieoptimierung. (deposited 27 Mar 2017 14:57) [Currently Displayed]

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