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Artificial neural networks as a surrogate model for linear stability analysis of compressible, three-dimensional boundary layers

Hoffmann, J. Paul und Theiß, Alexander und Hein, Stefan (2023) Artificial neural networks as a surrogate model for linear stability analysis of compressible, three-dimensional boundary layers. In: 21. STAB-Workshop - Jahresbericht 2023, Seiten 144-145. 21. STAB-Workshop 2023, 2023-11-07 - 2023-11-08, Göttingen, Deutschland.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
266kB

Offizielle URL: https://www.dlr.de/as/Portaldata/5/Resources/dokumente/veranstaltungen/stab_workshop/Jahresbericht2023.pdf

Kurzfassung

One impactful factor for the reduction of carbon emissions in aviation is the reduction of viscous drag, which in turn is heavily influenced by the boundary-layer state. Due to this dependency, a crucial design parameter in this context is the position of laminar-turbulent transition. In order to estimate the transition location, the semi-empirical e^N-method is commonly used, which relies on stability characteristics of the laminar boundary layer computed based on the linear stability theory (LST). Transition is predicted, where the integrated growth rate of disturbances modes, the N-factor, reaches an experimentally derived critical limit. How-ever, the transition prediction based on LST is so far mostly used by expert users only. In order to make this method accessible to a wider range of potential users and to profit from improved performance, various strategies to construct an according surrogate model, such as lookup tables [1], have been proposed in the past. After having proven their strong potential in different branches and fields of application, artificial neural networks (ANN) have lately gained attention as a suitable candidate for surrogate models for boundary-layer stability predictions again [2]. In the present work, an ANN-based approach for surrogate modelling of LST-based stability computation is presented for three-dimensional compressible boundary layers. Within the scope of this work, two different instability mechanisms, two-dimensional (2D) Tollmien-Schlichting waves (TS) and stationary cross-flow instabilities (CFI), are covered.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/199334/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Artificial neural networks as a surrogate model for linear stability analysis of compressible, three-dimensional boundary layers
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hoffmann, J. Paulpaul.hoffmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Theiß, AlexanderAlexander.Theiss (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4034-3246NICHT SPEZIFIZIERT
Hein, Stefanstefan.hein (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:7 November 2023
Erschienen in:21. STAB-Workshop - Jahresbericht 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Seitenbereich:Seiten 144-145
Name der Reihe:Jahresbericht
Status:veröffentlicht
Stichwörter:neural network, Neurale Netze, surrogate model, Ersatzmodell, stability analysis, Stabilitätsanalyse, boundary layer, Grenzschicht, Transition, LST
Veranstaltungstitel:21. STAB-Workshop 2023
Veranstaltungsort:Göttingen, Deutschland
Veranstaltungsart:Workshop
Veranstaltungsbeginn:7 November 2023
Veranstaltungsende:8 November 2023
Veranstalter :DLR, STAB
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 - Flugzeugtechnologien und Integration
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Hochgeschwindigkeitskonfigurationen, GO
Hinterlegt von: Hoffmann, Paul
Hinterlegt am:06 Dez 2023 12:50
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:59

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