Aerodynamic design and optimization of adaptive wings for transonic flow

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Lässt sich die Geometrie eines Tragflügels im Flug auf die momentan vorherrschenden Anströmzustände anpassen, z. B. durch eine lokale Geometrieadaption, so ist eine erhebliche Verbesserung der Hüllpolare im Vergleich zu konventionellen Flügeln möglich. Grundlagenorientierte Arbeiten im Rahmen des Stuttgarter SFB 409 haben das erhebliche aerodynamische Potential von transsonischen Profilen mit adaptivem Shock Control Bump (SCB) in Kombination mit einer variablen Wölbung (VC) aufgezeigt. Dabei wurde deutlich, dass die Möglichkeiten von SCB und VC in engem Zusammenhang mit dem verwendeten Basisprofil stehen. Eine spezielle Auslegung von Profilen und Tragflügeln auf den Einsatz dieser Mechanismen hin ist daher erforderlich. Zum Abschluss der im Rahmen des SFB begonnenen Arbeiten zu adaptiven transsonischen Profilen, sollen im beantragten Vorhaben numerische Optimierungen von Basisprofilen durchgeführt werden, die für die Applikation von VC und SCB optimale Envelopen über einen breiten Einsatzbereich liefern. Zur Beschleunigung der erforderlichen hochdimensionalen, geschachtelten Optimierungen, soll für die äußere Optimierungsschleife eine Evolutionsstrategie parallelisiert werden. Das optimierte Profil soll im Windkanal experimentell überprüft werden und konventionellen transsonischen Profilen mit und ohne SCB/VC gegenüber gestellt werden.