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Efficient Prediction of Aerodynamic Control Surface Responses Using the Linear Frequency Domain

Seidler, Ruben Bernhard und Marten, Sebastian und Widhalm, Markus und Wild, Jochen (2020) Efficient Prediction of Aerodynamic Control Surface Responses Using the Linear Frequency Domain. AIAA Journal, 58 (5). American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). doi: 10.2514/1.J058840. ISSN 0001-1452.

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Offizielle URL: http://www.arc.aiaa.org

Kurzfassung

In modern aircraft design the accurate prediction of dynamic control surface deflections is crucial for the evaluation and application of new load alleviation techniques. Time-marching approaches, such as the unsteady Reynolds-averaged Navier–Stokes equations, do provide a complete modeling of the aerodynamic flowfield; however, they are extremely time-consuming and still too expensive for design applications. In this paper a model is presented, which enables the fast and accurate prediction of aerodynamic responses for arbitrary control surface deflections. The model hereby reflects the time signal of the control surface deflection as a superposition of frequency components and computes the dynamic response behavior of the control surface using the linear frequency domain. The frequency responses are precomputed in a surrogate model for a wide parameter space of Mach number, Reynolds number, angle of attack and flap chord ratio, so that a frequency response for a new flight condition can be computed by mere interpolation. After building the surrogate model, the method achieves reduction in computational time of up to six orders of magnitude in comparison to time-marching simulations, while still covering the viscous and unsteady aerodynamic effects in the flow.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/138213/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Efficient Prediction of Aerodynamic Control Surface Responses Using the Linear Frequency Domain
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Seidler, Ruben BernhardRuben.Seidler (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Marten, SebastianSebastian.Marten (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Widhalm, MarkusMarkus.Widhalm (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wild, JochenJochen.Wild (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2303-3214NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:28 Februar 2020
Erschienen in:AIAA Journal
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:58
DOI:10.2514/1.J058840
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
AIAA, JournalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA)
ISSN:0001-1452
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Unsteady aerodynamics, Control surfaces, Aerodynamic response behavior, Linear Frequency Domain, Surrogate model, Efficient simulation, unsteady RANS
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), L - Simulation und Validierung (alt)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Transportflugzeuge
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > C²A²S²E - Center for Computer Applications in AeroSpace Science and Engineering
Hinterlegt von: Seidler, Ruben Bernhard
Hinterlegt am:26 Nov 2020 07:34
Letzte Änderung:24 Okt 2023 14:44

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