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Multidisziplinäre Optimierung von Flugzeugflügeln

Klimmek, Th. (2004) Multidisziplinäre Optimierung von Flugzeugflügeln. ASIM Fachgruppe 1 "Grundlagen und Methoden der Modellbildung und Simulation", Siegen, 2-3 März 2004.

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Abstract

Ziel des Vortrages ist die Darstellung einer Methode zur Optimierung von aerodynamischen Flächen im Flugzeugbau, wie Flügel oder Leitwerke, hinsichtlich ihrer Planform und der tragenden Struktur. Durch simultane Variation der Planform und der Wandstärken der Struktur, wird eine Zielfunktion, beispielsweise das Gewicht, minimiert. Dabei werden aeroelastische, aerodynamische, fertigungstechnische und strukturmechanische Restriktionen eingehalten. Die Optimierung wird nach dem Drei-Säulen-Konzept aufgebaut. Zur Realisierung dieses Konzeptes wurde ein konstruktiver Geometrieentwurfsprozess entwickelt, der die Beibehaltung konstruktionstypischer Aspekte des Aufbaus der tragenden Struktur im Optimierungsprozess gewährleistet. Dabei werden Parametrisierungen mit analytischen Ansatzfunktionen der Geometrie des Flugzeugflügels verwendet, ausgehend von der äußeren aerodynamischen Oberfläche bis hin zu den Bauteilen des strukturellen Aufbaus, wie Deckhäute, Rippen und Holme. Die ebenfalls integrierte Parametrisierung der Wandstärken mit Bézier-Spline Flächen ermöglicht neben realistischeren Wandstärkenverteilungen zudem eine Berücksichtigung fertigungstechnischer Randbedingungen. Dieser Ansatz der so parametrisierten Geometrien ist die Basis für die geometrischen Anteile der nachfolgenden gekoppelten Simulationsverfahren der Aerodynamik und der Strukturrechnung. Die Simulation des Strukturverhaltens bei ausgewählten Lastfällen folgt ebenfalls einem entwickelten Prozess, der auch das aeroelastische Verhalten der Struktur berücksichtigt. Um ein effizienteres Optimierungsverhalten zu erzielen, werden mit der Kreisselmeier-Steinhauser Funktion bereichsweise Restriktionen zusammengefasst. Parameterstudien und Optimierungsbeispiele zeigen abschließend die Funktionalität der entwickelten Optimierungsmethode.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/14515/
Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Additional Information: LIDO-Berichtsjahr=2005,
Title:Multidisziplinäre Optimierung von Flugzeugflügeln
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Klimmek, Th.UNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Date:2004
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Status:Published
Keywords:parametric modeling, structural optimization, wing optimization
Event Title:ASIM Fachgruppe 1 "Grundlagen und Methoden der Modellbildung und Simulation", Siegen, 2-3 März 2004
Organizer:FOMAAS der Universität Siegen
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport (old)
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:other
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L ST - Starrflüglertechnologien
DLR - Research theme (Project):UNSPECIFIED
Location: Göttingen
Institutes and Institutions:Institute of Aeroelasticity
Deposited By: Erdmann, Daniela
Deposited On:16 Sep 2005
Last Modified:14 Jan 2010 21:57

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