Hintergrund

Projekt MEGADESIGN

Die numerische Strömungssimulation hat sich heute neben Windkanal und Flugversuch als unverzichtbares Werkzeug für die Entwicklung neuer bzw. bei der Verbesserung bestehender Flugzeuge etabliert. Insbesondere ist es in den letzten Jahren gelungen, auch die vergleichsweise sehr aufwändigen Navier-Stokes-Verfahren für vielfältige Entwicklungsarbeiten industriell nutzbar zu machen.

In Deutschland hat das Vorhaben MEGAFLOW die Entwicklung und Qualität der numerischen Berechnung komplexer Strömungsprobleme entscheidend vorangebracht. Initiiert durch das erste Luftfahrtforschungsprogramm (Lufo I) der Bundesregierung (1995-1998) wurde unter der Federführung des DLR ein Verbund aus Luftfahrtindustrie, dem DLR und mehreren Hochschulen geschaffen mit dem Ziel, die Entwicklungsaktivitäten zur numerischen Strömungssimulation auf ein zentrales Programmsystem zu konzentrieren. Durch MEGAFLOW ist die Nutzung der Navier-Stokes-Verfahren FLOWer und TAU im aerodynamischen Entwurf bei Airbus Deutschland eingeführt und zu einem Standardwerkzeug ausgebaut worden. Auch bei EADS-M, EUROCOPTER und im DLR wird die MEGAFLOW-Software für vielfältige Problemstellungen in der Aerodynamik intensiv genutzt. Hierzu hat nicht zuletzt die international anerkannt hohe Effizienz und Qualität der Verfahren beigetragen.

Der MEGAFLOW-Verbund hat sich als effizienter offener Verbund sehr eng zusammenarbeitender Partner etabliert und bewährt. Die sich ergänzenden Kompetenzen und Erfahrungen der verschiedenen Partner haben erheblich zum weltweit anerkannten Erfolg der MEGAFLOW-Verfahren beigetragen. Neben der Konzentration der wesentlichen nationalen Aktivitäten konnte durch den Verbund insbesondere eine drastische Verkürzung der Zeit zwischen der Gewinnung neuer Grundlagenergebnisse und deren Anwendung im industriellen Umfeld erreicht werden. Für viele Hochschulen stellt die MEGAFLOW-Software eine Plattform für die Weiterentwicklung von physikalischen Modellen und die Untersuchung komplexer Strömungsvorgänge dar.

Aufgrund der stetig wachsenden Anforderungen, die sich sowohl aus der Entwicklung zukünftiger Flugzeuge als auch aus der Wettbewerbssituation der deutschen Luftfahrtindustrie ergeben, besteht trotz des hohen Reifegrades der MEGAFLOW-Verfahren erheblicher Bedarf an spezifischen Verbesserungen und Weiterentwicklungen der Methoden. Speziell auf den Gebieten der numerischen Formoptimierung und der multidisziplinären Simulation sind weitergehende Aktivitäten notwendig, um mit den insbesondere in den USA fortschreitenden Entwicklungen Schritt halten zu können. Es müssen neue, innovative Methoden der Optimierung (u.a. Adjungierte, one-shot, genetische und evolutionäre Methoden, Neuronale Netze), der numerischen Lösungsalgorithmen (u.a. implizite Verfahren, verbesserte Mehrgitter- und Adaptionstechniken), der physikalischen Modellierung (u.a. 3D-Transitionsvorhersage, höherwertige Turbulenzmodelle) und der Kopplung mit fachübergreifenden Disziplinen entwickelt und in der industriellen Praxis erprobt und gegebenenfalls angepasst werden. Da zukünftig typischerweise Anwendungsfälle mit mehr als 10-15 Millionen Netzpunkten zu behandeln sind, kommt der effizienten Ausnutzung von preisgünstigen Parallelrechnern eine besondere Bedeutung zu. Insbesondere bei der numerischen Optimierung und der disziplinübergreifenden, zeitgenauen Simulation zur Überprüfung kritischer Flugzustände bei extremen Fluglagen ist eine durchgängige Parallelisierung der numerischen Prozesskette erforderlich. Dieses Arbeitsgebiet ist derzeit weltweit Gegenstand intensiver Forschungsarbeiten.


URL dieses Artikels
http://www.dlr.de/as/desktopdefault.aspx/tabid-369/439_read-606/
Texte zu diesem Artikel
MEGADESIGN (http://www.dlr.de/as/desktopdefault.aspx/tabid-369/439_read-605/usetemplate-print/)
Ziele (http://www.dlr.de/as/desktopdefault.aspx/tabid-369/439_read-607/usetemplate-print/)
Partner (http://www.dlr.de/as/desktopdefault.aspx/tabid-369/439_read-608/usetemplate-print/)
Beiträge (http://www.dlr.de/as/desktopdefault.aspx/tabid-369/439_read-609/usetemplate-print/)
Ergebnisse Meilenstein M4 (http://www.dlr.de/as/desktopdefault.aspx/tabid-369/439_read-3219/usetemplate-print/)
Ergebnisse Meilenstein M6.1 (http://www.dlr.de/as/desktopdefault.aspx/tabid-369/439_read-6456/usetemplate-print/)
Downloads zu diesem Artikel
Ongoing Activities in Flow Simulation and Shape Optimization within the German MEGADESIGN project (http://www.dlr.de/as/Portaldata/5/Resources/dokumente/projekte/megadesign/ICAS2006_megadesign_overview.pdf)