Meshdeformation für die Designoptimierung von Flugzeugkonzepten

Masterprojekt Maschinenbau - Schwerpunkt Virtuelle Produktentwicklung

KURZBESCHREIBUNG:

In der Vorentwurfsphase von Flugzeugen spielt die äußere Flugzeuggeometrie eine große Rolle. Zum Beispiel wird die Form der Flügelprofile hinsichtlich der Drag-to-Lift Ratio optimiert. Aber auch das Gesamtflugzeug kann einer solchen Optimierung ausgesetzt werden.

Der Optimierungsprozess sieht üblicherweise wie folgt aus. Zunächst wird eine Auswahl an Designparametern festgelegt, die in der Optimierung verändert werden dürfen. Diese Designparameter beeinflussen die Geometrie des Flugzeuges. Aus der Geometrie wird ein Mesh erzeugt, das anschließend für eine CFD Simulation verwendet werden kann. Ein Optimierungsalgorithmus kann dann anhand der Simulationsergebnisse die Designparameter anpassen und der Prozess wird bis zur Konvergenz wiederholt.

Viele Optimierungsalgorithmen (wie zum Beispiel die Newton-Raphson Methode) benötigen Gradienten, also die Ableitung der Zielgröße nach den Designparametern. Um diese Gradienten zu berechnen muss verstanden werden wie sich ein Mesh mit der Änderung von Designparametern deformiert. Am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt wird zu diesem Zwecke die  Software Bibliothek MapLib entwickelt. Diese Software Bibliothek soll nun erweitert werden.

Das Projekt wird in Kooperation mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt absolviert.

Es werden Programmiererfahrungen vorausgesetzt.

PROJEKTPHASEN:

Masterprojekt 1: Einarbeitung in die Flächenbeschreibung mit Hilfe von NURBS (Nonuniform Rational B-Splines) und Einarbeitung in den CAD Kern OpenCASCADE. Auffrischung von möglicherweise noch fehlenden Programmierkenntnissen.

Masterprojekt 2: Einarbeitung in die Software Bibliothekt Maplib sowie der Meshdeformation.

Masterthesis: Weiterntwicklung der Software Maplib für die Deformation von Meshes die aus getrimmten NURBS Flächen erzeugt wurden.

Anzahl Plätze: 1