Methoden der simulationsbasierten Tragflügeloptimierung

Abstract

Die Form und Bauweise von Tragflügeln wird bei zukünftigen Verkehrsflugzeugen zunehmend von der Umweltverträglichkeit und insbesondere von einer Reduzierung der CO2-Emissionen bestimmt. Weiterhin gilt es die Produktentwicklungszeit und -kosten signifikant zu reduzieren. Gerade die Bewertung neuer Technologien erfordert meist eine multidisziplinäre Betrachtungsweise auf Basis optimierter Entwürfe. Für die Vorhersage der Flugleistung und die Optimierung des Tragflügels werden zunehmend hochgenaue Simulationsverfahren verwendet. Diese Verfahren kommen in komplexen Prozeßketten unter Nutzung von Großrechnern zum Einsatz. Dabei sind hohe Anforderungen an die Robustheit, Genauigkeit, Rechenzeit und Flexibilität für die erfolgreiche Anwendung zu erfüllen. Dieser Beitrag stellt die wesentlichen Bestandteile der simulationsbasierten Tragflügeloptimierung vor und geht auf entsprechende Anwendungsbeispiele aus der aktuellen Forschung ein. Dabei erfolgt eine Vorstellung und Einordnung verschiedener Ansätze in den Bereichen der Optimierungsaufgabe, der Parametrisierung, der Generierung der Simulationsmodelle, der Prozeßarchitektur und der Optimierungsstrategien.