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Integrated Process Chain for Aerostructural Wing Optimization and Application to an NLF Forward Swept Composite Wing

Wunderlich, Tobias und Reimer, Lars (2018) Integrated Process Chain for Aerostructural Wing Optimization and Application to an NLF Forward Swept Composite Wing. In: AeroStruct: Enable and Learn How to Integrate Flexibility in Design. AeroStruct: Enable and Learn How to Integrate Flexibility in Design Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design (NNFM), 138. Springer, Cham. Seiten 3-33. doi: 10.1007/978-3-319-72020-3_1. ISBN 978-3-319-72020-3.

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26MB

Kurzfassung

This contribution introduces an integrated process chain for aerostructural wing optimization based on high fidelity simulationmethods. The architecture of this process chain enables two of the most promising future technologies in commercial aircraft design in the context of multidisciplinary design optimization (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. The natural laminar flow is considered by prescribing laminar-turbulent transition locations. Results of wing design studies and a wing optimization using the process chain are presented for a forward swept wing aircraft configuration. The wing optimization with 12 design parameters shows a fuel burn reduction in the order of 9% for the design mission.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/119893/
Dokumentart:Beitrag in einem Lehr- oder Fachbuch
Titel:Integrated Process Chain for Aerostructural Wing Optimization and Application to an NLF Forward Swept Composite Wing
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wunderlich, Tobiastobias.wunderlich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8829-7600NICHT SPEZIFIZIERT
Reimer, Larslars.reimer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2018
Erschienen in:AeroStruct: Enable and Learn How to Integrate Flexibility in Design
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:138
DOI:10.1007/978-3-319-72020-3_1
Seitenbereich:Seiten 3-33
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Heinrich, RalfRalf.Heinrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer, Cham
Name der Reihe:Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design (NNFM)
ISBN:978-3-319-72020-3
Status:veröffentlicht
Stichwörter:multidisciplinary optimization and MDO and wing optimization and transonic aerodynamics and static aeroelasticity and fluid-structure coupling and Reynolds-averaged Navier-Stokes and RANS and finite element method and 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 Aerodynamik und Strömungstechnik > CASE, BS
Hinterlegt von: Wunderlich, Dr.-Ing. Tobias
Hinterlegt am:18 Jun 2018 09:19
Letzte Änderung:31 Jul 2019 20:17

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