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A Numerical Optimization Framework for Rotor Airfoil Design

Wilke, Gunther Andreas (2022) A Numerical Optimization Framework for Rotor Airfoil Design. In: 48th European Rotorcraft Forum. 48th European Rotorcraft Forum, 06-09 Sep 2022, Winterthur, Switzerland.

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Kurzfassung

The design of new helicopter airfoils is a challenging task. The individual blade sections undergo very different flow conditions during the various flight regimes of the helicopter. In forward flight, the advancing side operates in a transonic regime where potentially shock waves can occur, while on the retreating side little flow velocities at high angle of attacks are seen up to reverse flow. In hover, the oncoming tip vortex of the previous blade drastically influences the inflow on the rotor. Therefore, after a brief review of given design techniques, a novel approach for airfoil designs is put forward. A surrogate based multi-objective approach including constraints is utilized to concurrently optimize an airfoil for hover, retreating and advancing side flow, while also enforcing a certain robustness as to not looking at single design points in these global flow regimes. Along with the estimation of design targets, this 2D flow analysis-based framework allowed to optimize the airfoil design of an existing model rotor blade. A comparison over a range of flight conditions of the rotor with and without the new airfoils proved the validity of this approach.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/188311/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vorlesung)
Zusätzliche Informationen:Part of DLR's UrbanRescue Project
Titel:A Numerical Optimization Framework for Rotor Airfoil Design
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wilke, Gunther AndreasGunther.Wilke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1915-5307NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:6 September 2022
Erschienen in:48th European Rotorcraft Forum
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:robust airfoil design, NACA23012, HART-II, OA209, multi-objective surrogate-based optimization
Veranstaltungstitel:48th European Rotorcraft Forum
Veranstaltungsort:Winterthur, Switzerland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:06-09 Sep 2022
Veranstalter :ZHAW
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L EV - Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtueller Hubschrauber und Validierung
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Hubschrauber, BS
Hinterlegt von: Wilke, Gunther Andreas
Hinterlegt am:04 Nov 2022 09:26
Letzte Änderung:07 Nov 2022 10:43

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