Optimierung durch Parametervariation am Beispiel des Profilentwurfs.

Abstract

Der aerodynamische Entwurf ist immer ein Optimierungsprozess, bei dem nur ein Teil der aerodynamischen Eigenschaften quantitativ vorgeschrieben ist (z. B. der Auftrieb), waehrend andere Eigenschaften extremal werden sollen (z. B. der Widerstand minimal) und weitere Randbedingungen begrenzt sind (z. B. die Neutralpunktlage). Die Bereitstellung von inversen Verfahren fuer solche, haeufig auf spezielle Aufgabenstellungen zurechtgeschnittene, Aufgabenstellungen ist nicht immer moeglich, so dass dann nur die Einbindung der Nachrechnung in einen Optimierungsprozess zum Ziel fuehrt. Auf Grund der Komplexitaet aerodynamischer Analysen ist es dabei fast immer notwendig, den Entwurf zu parametrisieren und durch Parametervariation zu optimieren. Hohe Rechenzeiten in der numerischen Aerodynamik erfordern hierbei Massnahmen, die Anzahl der exakten Nachrechnungen so weit wie moeglich zu reduzieren. Es wird zunaechst die Arbeitsweise des verwendeten universellen Parameteroptimierungsprogramms kurz vorgestellt. Die Kopplung eines aerodynamischen Analyseverfahrens mit diesem Programm wird dann am Beispiel des Profilentwurfs demonstriert. Der Hauptteil des Vortrags zeigt anhand verschiedener Profiloptimierungen die Moeglichkeiten dieser Vorgehensweise, die Bedeutung der Geometrieparametrisierung, den Aufwand der Kopplung von Optimierung und Analyse sowie den erforderlichen Rechenaufwand. Hierdurch wird es dem Zuhoerer ermoeglicht, die Anwendbarkeit auf andere aerodynamische Problemstellungen abzuschaetzen.