Ilic, Caslav and Merle, Andrei and Abu-Zurayk, Mohammad and Görtz, Stefan and Leitner, Martin and Süelözgen, Özge and Kier, Thiemo and Schulze, Matthias and Klimmek, Thomas and Kaiser, Christoph and Quero-Martin, David and Schuster, Andreas and Petsch, Michael and Kohlgrüber, Dieter and Häßy, Jannik and Becker, Richard-Gregor and Gottfried, Sebastian and Fröhler, Benjamin and Hartmann, Johannes and Tröltzsch, Anke (2020) Cybermatrix protocol: a novel approach to highly collaborative and computationally intensive multidisciplinary aircraft optimization. In: AIAA Aviation 2020 Forum. AIAA Aviation Forum 2020, 2020-06-15 - 2020-06-19, virtual event. doi: 10.2514/6.2020-3169. ISBN 978-162410598-2.
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Abstract
This paper presents the cybermatrix protocol, a novel approach to multidisciplinary design optimization in the contex of many involved disciplinary experts and high use of high-performance computing resources. The approach is presented from its formal mathematical background to actual on-disk implementation of a running process. As the demonstration case, a twin-engine long-range transport aircraft is optimized. Two optimization processes are shown, an overall aircraft optimization (wing planform free) and a local parameter optimization (fixed planform), with five disciplines between them: overall aircraft wing planform design, aircraft synthesis and mission evaluation, aeroelastic wing airfoil design (RANS flow, trimmed static-aeroelastic state), maneuver loads evaluation and structural wing design (panel aerodynamics, global shell-element FEM model), and gust loads evaluation and selection (panel aerodynamics, dynamic FEM beam model). Optimized solutions are in line with those expected from previous studies under similar conditions, serving as a validation point for the new approach. Moreover, since the approach can deal flexibly with a higher-complexity loads subprocesses, such as configuration-specific selection of design load cases, also some interesting new effects are seen in optimized designs.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/135369/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Conference or Workshop Item (Speech) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Cybermatrix protocol: a novel approach to highly collaborative and computationally intensive multidisciplinary aircraft optimization | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | June 2020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | AIAA Aviation 2020 Forum | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.2514/6.2020-3169 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISBN: | 978-162410598-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | optimization, multidisciplinary, MDO, aircraft design | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Title: | AIAA Aviation Forum 2020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Location: | virtual event | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Type: | international Conference | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Start Date: | 15 June 2020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event End Date: | 19 June 2020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Organizer: | AIAA | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 - VicToria (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Braunschweig , Dresden , Göttingen , Hamburg , Köln-Porz , Oberpfaffenhofen , Stuttgart | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of System Dynamics and Control Institute of Aeroelasticity Institute of Composite Structures and Adaptive Systems Institute of Structures and Design Institute of Propulsion Technology Institute of Software Methods for Product Virtualization Institute of System Architectures in Aeronautics Institut of Simulation and Software Technology Institute for Aerodynamics and Flow Technology > CASE, BS Institute for Aerodynamics and Flow Technology > Transport Aircraft | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Ilic, Caslav | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 24 Jun 2020 07:17 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 24 Apr 2024 20:38 |
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