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Reproducing Existing Nacelle Geometries with the Free-Form Deformation Parametrization

Rusch, Thorben Konstantin und Siggel, Martin und Becker, Richard-Gregor (2017) Reproducing Existing Nacelle Geometries with the Free-Form Deformation Parametrization. In: Proceedings of ASME 2018 Turbomachinery Technical Conference and Exposition. American Society of Mechanical Engineers. ASME 2018 Turbomachinery Technical Conference and Exposition, 2018-06-11 - 2018-06-15, Lillestrøm (Oslo), Norwegen. doi: 10.1115/GT2018-76445. ISBN 978-0-7918-5102-9.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
6MB

Offizielle URL: https://proceedings.asmedigitalcollection.asme.org/proceeding.aspx?articleID=2700767

Kurzfassung

In the conceptual and preliminary aircraft design phase the Free-Form Deformation (FFD) is one of various parametrization schemes to define the geometry of an engine's nacelle. In this paper we present a method that is able to create a G2 continuous approximation of existing reference nacelles with the B-spline based FFD, which is a generalization of the classical FFD. The basic principle of our method is to start with a rotational symmetric B-spline approximation of the reference nacelle, which is subsequently deformed with a FFD grid that is placed around the initial geometry. We derive a method that computes the displacement of the FFD grid points, such that the deformed nacelle approximates the reference nacelle with minimal deviations. As this turns out to be a linear inverse problem, it can be solved with a linear least squares fit. To avoid overfitting effects - like degenerative FFD grids which imply excessive local deformations - we regularize the inverse problem with the Tikhonov approach. For the reference geometries we selected the NASA CRM model and the IAE V2500 engine. Both resemble nacelles that are typically found on common aircraft models and both deviate sufficiently from the rotational symmetry. We demonstrate that the mean error of our approximation decreases with an increase of the number of FFD grid points and how the regularization affects these results. Finally, we compare the B-spline based FFD with the classical Bernstein based FFD for both models.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/117494/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Reproducing Existing Nacelle Geometries with the Free-Form Deformation Parametrization
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Rusch, Thorben Konstantinkonstantin.rusch (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Siggel, Martinmartin.siggel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3952-4659NICHT SPEZIFIZIERT
Becker, Richard-GregorRichard.Becker (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 Oktober 2017
Erschienen in:Proceedings of ASME 2018 Turbomachinery Technical Conference and Exposition
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1115/GT2018-76445
Verlag:American Society of Mechanical Engineers
Name der Reihe:ASME Turbo Expo 2018 Proceedings
ISBN:978-0-7918-5102-9
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Nacelle, FFD, B-splines, Fit, Regularization
Veranstaltungstitel:ASME 2018 Turbomachinery Technical Conference and Exposition
Veranstaltungsort:Lillestrøm (Oslo), Norwegen
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:11 Juni 2018
Veranstaltungsende:15 Juni 2018
Veranstalter :ASME International Gas Turbine Institute
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 - VicToria (alt), R - Vorhaben SISTEC (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Simulations- und Softwaretechnik > High Performance Computing
Institut für Antriebstechnik > Triebwerk
Hinterlegt von: Siggel, Dr. Martin
Hinterlegt am:10 Jan 2018 15:16
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:21

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