Entwicklung einer Softwareplattform für die Multidisziplinäre Optimierung eines Gesamtflugzeugs

Abstract

Im Rahmen des DLR Projektes Digital-X wird die Entwicklung, Implementierung und Erprobung geeigneter Strategien zur multidisziplinären Optimierung (MDO) des Gesamtflugzeugs auf Basis von hochgenauen numerischen Methoden verfolgt. Dazu wird eine flexible Softwareplattform auf Basis der parallelen Simulationsumgebung FlowSimulator unter enger Einbindung von Verfahren aller relevanten Fachdisziplinen vorangetrieben. Diese Plattform soll einen robusten, integrierten Entwurfsprozess von Aerodynamik und Struktur unter Berücksichtigung des Triebwerks ermöglichen. Das derzeitige noch weitgehend sequentielle Vorgehen im Detailentwurf soll aufgebrochen und das volle Potenzial des multidisziplinären Entwurfs verfügbar gemacht werden. Dazu wird ein „Multi-Level“-Ansatz verfolgt, bei dem sowohl hochgenaue MDA/MDO-Prozesse für die Aerodynamik und Struktur als auch vereinfachte Verfahren für den Flugzeuggesamtentwurf und schnelle Methoden zur Bestimmung der kritischen Lastfälle zum Einsatz kommen. Auf Seiten der Vorentwurfsverfahren werden regelbasierte Entwurfsmethoden implementiert. Die Kopplung der einzelnen Komponenten bzw. die Realisierung der Prozessketten erfolgt über die einheitliche Simulationsumgebung RCE (Remote Component Environment). Die Beschreibung des Flugzeugs und der Austausch der Daten zwischen den Komponenten erfolgt über das gemeinsame parametrische Datenformat CPACS (Common Parametric Aircraft Configuration Scheme). Die Geometrie wird mithilfe der Geometrie-Bibliothek TIGL und verschiedenen Modellgeneratoren modelliert, die das CPACS Datenformat lesen und schreiben können.