C²A²S²E (AS-CAS)

Center for Computer Applications in AeroSpace Science and Engineering

Numerische Strömungssimulation an einer A380
Druckverteilung am A380 und einem Schnitt im unstrukturierten Netz
Skalenauflösende Simulation der turbulenten Überströmung einer Landeklappe
Multidisziplinäre Simulation einer Böen-Interaktion
Simulation eines Deltaflügels  mit einem adaptiven Discontinuous-Galerkin-Verfahren höherer Ordnung
Modellierung eines dreigeteilten Querruders
Schnelle Vorhersage aerodynamischer Lasten über die Flugenveloppe eines Flügels mit zwei Klappen mit Hilfe von Modellen reduzierter Ordnung

In der Abteilung C²A²S²E werden numerische Verfahren und Prozesse zur multidisziplinären Simulation und Optimierung von Fluggeräten entwickelt. Die Forschungsaktivitäten umfassen neben der physikalischen Modellierung komplexer Strömungen  und der Entwicklung fortschrittlicher Lösungsalgorithmen auch die Einbindung aller relevanten Disziplinen, die Entwicklung effizienter Optimierungsstrategien sowie die Entwicklung von Ersatzmodellen auf Basis höherwertiger Verfahren. Dabei kommt der optimalen Anpassung der Verfahren an parallele Höchstleistungsrechner eine besondere Rolle zu. Der in der Abteilung entwickelte hybride Strömungslöser wird für einen breiten Anwendungsbereich in Forschung und Industrie routinemäßig eingesetzt. Darüber hinaus arbeitet die Abteilung an der Entwicklung eines Programmsystems für die multidisziplinäre Simulation und Auslegung von Windkraftanlagen.

Aktuelle Arbeiten der Abteilung

  • Modellierung turbulenter Strömungen für die industrielle Aerodynamik auf Basis von hochwertigen RANS-Modellen (Reynolds-Stress-Modellen) und skalenauflösenden Ansätzen (hybride RANS/LES, SAS, LES)
  • Entwicklung von flexiblen Methoden zur Modellierung des laminar/turbulenten Übergangs
  • Entwicklung fortschrittlicher CFD-Verfahren zur Simulation turbulenter Strömungen um komplexe Fluggeräte bei hohen Reynolds-Zahlen auf unstrukturierten Netzen (Mehrgitter, implizite Verfahren, Verfahren höherer Ordnung, Adaption)
  • Entwicklung eines CFD-Lösers der nächsten Generation (modernes Datenlayout, mehrstufige Parallelisierung, Zusammenführung unterschiedlicher Lösungsansätze, erweiterter Anwendungsbereich)
  • Anpassung der entwickelten Methoden für massiv-parallele Rechner mit hocheffizienter Prozessor-Kommunikation für die effektive Hardware-Nutzung
  • Hochgenaue, multidisziplinäre Manö-ver-Simulation unter Berücksichtigung von Aerodynamik, Struktur, Flugmechanik und Flugregelung sowie der Modellierung von Steuerflächen
  • Entwicklung von aerodynamischen und multidisziplinären Optimierungsverfahren (Adjungierten-Verfahren, ersatzmodellbasierte Optimierung)
  • Entwicklung und Bereitstellung von Ersatzmodellen zur effizienten Ermittlung von aerodynamischen Datensätzen und Lasten im gesamten Flugbereich (Verfahren reduzierter Ordnung, Fehlerschätzer)
  • Erarbeitung von Methoden zur Quantifizierung aerodynamischer Unsicherheiten mit Hilfe der numerischen Simulation, robuster aerodynamischer Entwurf
  • Entwicklung und Bereitstellung einer flexiblen Softwareumgebung zur multidisziplinären Simulation und Optimierung auf hochparallelen Rechnerarchitekturen

Softwareprodukte / Forschungswerkzeuge

  • TAU
    Software zur Lösung der RANS-Gleichungen auf Basis einer Finite-Volumen-Diskretisierung zweiter Ordnung auf hybriden Netzen, als Produktionscode in der europäischen Flugzeugindustrie und als Werkzeug  für Untersuchungen neuer Technologien in der Luftfahrtforschung etabliert
  • THETA
    Variante des TAU-Codes mit optimiertem Lösungsalgorithmus für die Berechnung von inkompressiblen Strömungen, Plattform für die Untersuchungen von physikalischen Modellen (Turbulenz, Verbrennung, Mischung)
  • PADGE
    Forschungs-Code zur Lösung der RANS-Gleichungen auf unstrukturierten Netzen auf Basis von adaptiven Discontinuous-Galerkin-Verfahren höherer Ordnung
  • FlowSimulator
    Flexible Software-Umgebung für disziplinübergreifende gekoppelte Simulationen auf hochparallelen Rechnerarchitekturen
  • SMART
    Toolbox zur Generierung von aerodynamischen Ersatzmodellen, Modellen reduzierter Ordnung und Modellen unterschiedlicher Eindringtiefen

Laufende Projekte

  • Digital-X
  • Aerostruct
  • Perfect
  • SimBa
  • IDIHOM
  • UMRIDA
  • GASPI
  • Go4Hybrid

 

 


Kontakt
Prof.Dr. Norbert Kroll
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
, C²A²S²E Center for Computer Applications in AeroSpace Science and Engineering
Tel: +49 531 295-2440

Fax: +49 531 295-2914

E-Mail: Norbert.Kroll@dlr.de
Edna Aust
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
, C²A²S²E Center for Computer Applications in AeroSpace Science and Engineering
Tel: +49 531 295-2441

Fax: +49 531 295-2914

E-Mail: Edna.Aust@dlr.de
Dr.-Ing. Dieter Schwamborn
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
, C²A²S²E Center for Computer Applications in AeroSpace Science and Engineering
Tel: +49 551 709-2271

Fax: +49 551 709-2416

E-Mail: Dieter.Schwamborn@dlr.de
Martina Kessler
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
, C²A²S²E Center for Computer Applications in AeroSpace Science and Engineering
Tel: +49 551 709-2495

Fax: +49 551 709-2416

E-Mail: martina.kessler@dlr.de
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C²A²S²E - Newsletter (http://www.dlr.de/as/desktopdefault.aspx/tabid-4083/6455_read-17040/usetemplate-print/)
C²A²S²E - Simulation Center (http://www.dlr.de/as/desktopdefault.aspx/tabid-4083/6455_read-13577/usetemplate-print/)
C²A²S²E - Hochleistungsrechner für die Luftfahrtforschung beim DLR in Betrieb genommen (http://www.dlr.de/as/desktopdefault.aspx/tabid-127/1082_read-12509/usetemplate-print/)
Fotos Einweihung CASE Cluster (http://www.dlr.de/as/desktopdefault.aspx/tabid-4083/6455_read-12510/usetemplate-print/)
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C²A²S²E - Newsletter Ausgabe 03, Oktober 2010 (http://www.dlr.de/as/Portaldata/5/Resources/dokumente/abteilungen/abt_ca/newsletter/C_A_S_E_Newsletter_03.pdf)
C²A²S²E - Newsletter Ausgabe 02, Dezember 2009 (http://www.dlr.de/as/Portaldata/5/Resources/dokumente/abteilungen/abt_ca/newsletter/2009.12.21-Newsletter_002_Web.pdf)
C²A²S²E - Newsletter Ausgabe 01, März 2009 (http://www.dlr.de/as/Portaldata/5/Resources/dokumente/abteilungen/abt_ca/newsletter/2009.01_-_CASE_Newsletter_Issue_01_-_March_2009.pdf)
Flyer Projekt C²A²S²E (http://www.dlr.de/as/Portaldata/5/Resources/images/projekte/case/DLR_CASE_D_REIHE_Sortiert.pdf)