Erweiterung und Automatisierung von CODA für multidisziplinäre Simulationen
ICARUS
Visualisierung des Ergebnisses einer Strömungssimulation eines Transportflugzeugs mit ausgefahrenen Klappen und Vorflügel im Hochauftrieb mit CODA. Die Färbung stellt die Wandschubspannung an der Flugzeugoberfläche zur Ermittlung von Strömungsablösungen dar
Die numerische Simulation ist eine entscheidende Schlüsseltechnologie für den Entwurf und die vollständige digitale Beschreibung von Luftfahrzeugen auf dem Weg zum virtuellen Produkt - dabei übernimmt die numerische Strömungssimulation (CFD) eine zentrale Rolle. Aus diesem Grund entwickelt das DLR im Rahmen einer europäischen Kooperation die CFD-Software von ONERA, DLR und Airbus (CODA).
In dem DLR-Forschungsprojekt ICARUS (Improved CODA Software for Reliable Simulations under Uncertainties) bündeln die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einen Großteil der Entwicklungsaktivitäten des DLR, um CODA zu ertüchtigen und sowohl innerhalb des DLR als auch für die Forschungs- und Industriepartner bereitzustellen. Das programmatisch geförderte Synergieprojekt mit Schwerpunkt auf der DLR-Luftfahrtforschung zielt darauf ab, die Simulationsfähigkeiten von CODA zu erweitern – insbesondere für automatisierte, multidisziplinäre Anwendungen zur Analyse und Optimierung von Flugzeugen und Helikoptern auf heutigen und zukünftigen HPC-Systemen. Neben der Effizienzsteigerung etablierte Simulationsverfahren ist auch die Weiterentwicklung und Implementierung innovativer Methoden geplant, die den Nutzerinnen und Nutzern die Nutzung von CODA in verschiedenen Anwendungsfeldern eröffnet. Exemplarisch zu nennen sind räumliche Diskretisierungsverfahren höherer Ordnung auf Basis finiter Elemente sowie die Nutzung adjungierter Verfahren im Rahmen von multidisziplinären Optimierungen oder bei zielorientierter Netzadaption. Ebenso trägt der Einsatz automatisiert generierter, kartesischer Rechennetze dazu bei, den Automatisierungsgrad der Strömungssimulationen zu erhöhen. Um CODA perspektivisch für die simulationsbasierte Zulassung nutzbar zu machen, entwickeln und bewerten die Forschenden zudem Methoden zur Abschätzung von Simulationsfehlern und erarbeiten effiziente skalenauflösende Simulationen.
Darüber hinaus erweitert das Team aus den DLR-Forschungsprogrammen Raumfahrt, Verkehr und Energie die Einsatzmöglichkeiten von CODA auf Raumtransport, Windenergie und maritime Anwendungen.
Im Projekt ICARUS arbeiten acht Forschungsinstitute zusammen, um CODA als europäische CFD-Plattform zu etablieren.
Das DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik stellt nahezu die Hälfte der im Projekt eingesetzten Personalressourcen und übernimmt neben der Projektleitung zentrale Aufgaben in der algorithmischen Entwicklung, der nutzerfreundlichen Bereitstellung der Simulationsfähigkeiten sowie des automatisierten Validierungs- und Verifikationsprozesses.
