Im Luft- und Raumfahrtbereich hat sich der Trend hin zu mehr Simulation und weniger Windkanaltests erheblich verstärkt. Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten umfangreichen Simulationsrechnungen haben eine empirische Basis geschaffen zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit der Simulation hinsichtlich Qualität und Zuverlässigkeit der zu erwartenden Ergebnisse. Insbesondere sind bereits a priori Aussagen über zu erwartenden Fehler und Zeitaufwand für ähnliche Simulationsaufgaben möglich. Im Rahmen dieses Projekts wurden zwei Teilaspekte untersucht. Zum einen das Problem der numerischen Netz- oder Gittererzeugung für komplexe Geometrien. Konkret sollte hier untersucht werden, ob die von Airbus Deutschland erzeugten Netze durch einen automatisierten Algorithmus restrukturiert werden konnten, um bei gleichbleibender Lösungsqualität eine erhebliche Konvergenzbeschleunigung zu erreichen. Der zweite Aspekt betrifft die Validierung der eingesetzten Simulationssoftware, d.h. den DLR Tau Code. Dazu sollten von Airbus und DLR vorgegeben Konfigurationen mittels eines kommerziellen Strömungslösers berechnet und ihre Lösungen bzw. aerodynamischen Beiwerte mit DLR Tau Code Lösungen verglichen werden. Es wurden mehrere Algorithmen entwickelt und getestet mittels derer bereits erzeugte Gitter von Airbus Deutschland automatisch lokal adaptiert (z.B. Grenzschicht) sowie eine Verbesserung der Gitterqualität (z.B. 3D Orthogonalität) erzielt werden konnte. Mit diesen so adaptierten (re-engineered) Gittern wurden letztlich Simulationen mit 3 Millionen bzw. 4,2 Millionen Gitterpunkten für eine komplette Airbus-Konfiguration durchgeführt, um die Konvergenzbeschleunigung und die Lösungsgenauigkeit zu testen. Bei den Testrechnungen stellte sich heraus, daß ein reengineered Gitter einen um 16 % niedrigeren Auftriebs-Koeffizienten (schlechterer Wert in Bezug auf das Experiment) lieferte und einem um 1 % höheren Widerstand (besserer Wert in Bezug auf das Experiment) als das original Airbus Gitter.


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    Titel :

    MEGADESIGN. Aerodynamische Simulation und Optimierung in der Flugzeugentwicklung. Abschlussbericht für das Teilvorhaben von HPCC-Space: Spezifikation und Validierung numerischer Simulations- und Optimierungsverfahren für die Flugzeugaerodynamik. Berichtszeitraum: 01.06.2003 bis 31.05.2007. BMWI-Verbundvorhaben


    Beteiligte:

    Erscheinungsdatum :

    2008


    Format / Umfang :

    24 Seiten, 18 Bilder, 1 Tabelle, 9 Quellen


    Medientyp :

    Report


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch