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Multidisciplinary optimization of an NLF forward swept wing in combination with aeroelastic tailoring using CFRP

Wunderlich, Tobias und Dähne, Sascha und Heinrich, Lars und Reimer, Lars (2017) Multidisciplinary optimization of an NLF forward swept wing in combination with aeroelastic tailoring using CFRP. CEAS Aeronautical Journal, 8 (4), Seiten 672-690. Springer. doi: 10.1007/s13272-017-0266-z. ISSN 1869-5582.

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Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s13272-017-0266-z

Kurzfassung

This article introduces a process chain for Commercial aircraft wing multidisciplinary optimization (MDO) based on high fidelity simulation methods. The architecture of this process chain enables two of the most promising future technologies in commercial aircraft design in the context of MDO. These technologies are natural laminar flow (NLF) and aeroelastic tailoring using carbon fiber reinforced plastics (CFRP). With this new approach the application of MDO to an NLF forward swept composite wing will be possible. The main feature of the process chain is the hierarchical decomposition of the optimization problem into two levels. On the highest level the wing planform including twist and airfoil thickness distributions as well as the orthotropy direction of the composite structure will be optimized. The lower optimization level includes the wing box sizing for essential load cases considering the static aeroelastic deformations. Additionally, the airfoil shapes are transferred from a given NLF wing design and the natural laminar flow is considered by prescribing laminar-turbulent transition locations. Optimization results of the multidisciplinary process chain are presented for a Forward swept wing aircraft configuration on conceptual design level. The results show a fuel burn reduction in the order of 9% for the design mission.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/112721/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Multidisciplinary optimization of an NLF forward swept wing in combination with aeroelastic tailoring using CFRP
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wunderlich, Tobiastobias.wunderlich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8829-7600NICHT SPEZIFIZIERT
Dähne, Saschasascha.daehne (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3497-3225NICHT SPEZIFIZIERT
Heinrich, LarsLars.Heinrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4796-5021NICHT SPEZIFIZIERT
Reimer, Larslars.reimer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:10 Oktober 2017
Erschienen in:CEAS Aeronautical Journal
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:8
DOI:10.1007/s13272-017-0266-z
Seitenbereich:Seiten 672-690
Verlag:Springer
ISSN:1869-5582
Status:veröffentlicht
Stichwörter:multidisciplinary optimization (MDO); wing optimization; natural laminar flow (NLF); transonic aerodynamics; aeroelastic tailoring; carbon fiber reinforced plastics (CFRP); static aeroelasticity; fluid-structure coupling; Reynolds-averaged Navier–Stokes (RANS); finite element method (FEM)
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Flugphysik (alt)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Transportflugzeuge
Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik > Funktionsleichtbau
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > CASE, BS
Hinterlegt von: Wunderlich, Dr.-Ing. Tobias
Hinterlegt am:05 Dez 2017 14:48
Letzte Änderung:21 Nov 2023 09:37

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