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Benchmarking Distributed Optimization Formulations With a Multidisciplinary Feasible Approach For Aero-Structural Aircraft Design

Volle, Fabian und Schaar, Eric und David, Yann (2025) Benchmarking Distributed Optimization Formulations With a Multidisciplinary Feasible Approach For Aero-Structural Aircraft Design. In: Advances in Evolutionary and Deterministic Methods for Design, Optimization and Control, 60, Seiten 106-133. Springer, Cham. EUROGEN 2025, 2025-09-16, Lathi, Finland. doi: 10.1007/978-3-032-21893-3_8. ISSN 978-3-032-21892-6.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich bis 1 August 2027
3MB

Offizielle URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-032-21893-3_8

Kurzfassung

In this paper, an aero-structural aircraft wing optimization capability is presented that overcomes the limitation of academic optimization methods of requiring the interaction of all disciplines including full gradients and at the same time increases the achievable improvement compared to traditional design methods. State-of-the-art distributed optimization methods including the bilevel optimization proposed by the Institut de recherche technologique Saint-Exupery (IRT) and a newly introduced distributed optimization formulation based on a Block Coordinate Descent, applying a manual decomposition of the problem, are compared to a Multidisciplinary Feasible architecture. Compared to other state-of-the-art distributed optimization methods including the bilevel formulation, our approach demonstrates a comparable reduction in the global objective function, while the computational time is reduced by about 58%. The more conventional embedded formulation yielded final designs of much lower aircraft performance, demonstrating the superiority of the applied distributed optimization methods to enable more efficient and robust strategy for aircraft wing design, while ensuring a separability of the disciplines as favored by existing process requirements in industry. The test case used for demonstration is a conceptual short-to-medium range airliner of industrial complexity, the DLR-F25 configuration, exhibiting a high-aspect ratio, composite wing.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/219215/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Benchmarking Distributed Optimization Formulations With a Multidisciplinary Feasible Approach For Aero-Structural Aircraft Design
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Volle, Fabianfabian.volle (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0007-2997-3710223407469
Schaar, EricEric.Schaar (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0008-5401-1385223407470
David, Yannyann.david (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 September 2025
Erschienen in:Advances in Evolutionary and Deterministic Methods for Design, Optimization and Control
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:60
DOI:10.1007/978-3-032-21893-3_8
Seitenbereich:Seiten 106-133
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Jari, HämäläinenDepartment of Computational Engineering, Lappeenranta-Lahti University of Technology, Lahti, FinlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Miracle, AmadiDepartment of Computational Engineering, Lappeenranta-Lahti University of Technology, Lappeenranta, FinlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nicolas, GaugerRPTU University Kaiserslautern-Landau, Kaiserslautern, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kyriakos, GiannakoglouSchool of Mechanical Engineering, National Technical University of Athens, Athina, GreeceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jacques, PeriauxInternational Center for Numerical Methods in Engineering (CIMNE), Universitat Politècnica de Catalunya, Barcelona, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer, Cham
Name der Reihe:Computational Methods in Applied Sciences
ISSN:978-3-032-21892-6
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Multidisciplinary analysis and optimization, MDAO, adjoint method, gradient-based MDO, multidisciplinary feasible, bilevel, distributed optimization, CFRP
Veranstaltungstitel:EUROGEN 2025
Veranstaltungsort:Lathi, Finland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:16 September 2025
Veranstalter :ECCOMAS
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 - Virtuelles Flugzeug und Validierung
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > CASE, BS
Hinterlegt von: Volle, Fabian
Hinterlegt am:12 Aug 2026 09:23
Letzte Änderung:17 Aug 2026 10:13

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