Development and application of a computer code for the aerodynamic optimization of aircraft components at transionic speeds based on a field panel method

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Das geplante Forschungsvorhaben umfaßt die Erstellung eines Programmpaketes zur Berechnung der transsonischen Umströmung von Flugzeugkonfigurationen und dessen Anwendung bei der aerodynamischen Optimierung. Im Laufe eines numerischen Optimierungsprozesses wird eine Vielzahl verschiedener Entwürfe generiert, weshalb zur Analyse und Bewertung ein möglichst effizientes aerodynamisches Berechnungsverfahren benötigt wird. Diese Anforderung in Zusammenhang mit der Behandlung von komplexen Gesamtkonfigurationen läßt die Verwendung eines Panelverfahrens sinnvoll erscheinen, welches zur Behandlung der transsonischen Teile der Strömung mit einem Feldpanelverfahren gekoppelt wird. Im Gegensatz zu Finite-Volumen oder Finite-Differenzen-Verfahren benötigen Feldpanelansätze kein angepaßtes Raumgitter. Hierdurch wird eine automatisierte Netzerstellung der sich ändernden Konfiguration im Laufe einer Optimierung ermöglicht. Die Teilprogramme Panelverfahren, Feldpanelmodul und Netzgenerator werden zusammen mit verschiedenen Optimierungsalgorithmen zu einem Gesamtpaket gekoppelt, mit dessen Hilfe mittelfristig z.B. Flügel für den transsonischen Geschwindigkeitsbereich und langfristig vollständige Flugzeugkonfigurationen numerisch optimiert werden können. Zur Erfassung viskoser Effekte ist die Koppelung mit einem 3D-Grenzschichtverfahren geplant.