StructureIT
Skalierbare Strukturmechanik-Software für die DLR-Forschung
Ziel ist es, eine gemeinsam nutzbare Finite-Elemente-Methoden Softwarelösung für die strukturmechanischen Bedarfe des DLR für Analyse, Optimierung und Virtualisierung (virtueller Zwilling und Digitaler Faden) zu schaffen. Am Projektende soll gezeigt werden, dass sich mit b2000++pro die im Projekt betrachteten Anwendungsszenarien analysieren lassen.
Der domänenübergreifende Entwicklungsprozess vom Design, über den virtuellen Test bis zur simulationsbasierten Zulassung, um Risiken in der Flugzeugentwicklung frühzeitig zu reduzieren und die Luftfahrt klimaverträglicher zu gestalten, spielt für das DLR als virtuellem OEM eine zentrale Rolle, vor allem in der Luftfahrtstrategie.
Um b2000++pro für die Nutzung im DLR möglichst breit aufzustellen und so hohe Synergieeffekte zu erreichen, müssen in der Software weitere Schlüsselfähigkeiten implementiert werden. Die aus den im Vorfeld geführten Gesprächen und anderen Projekten identifizierten Bedarfe für unterschiedlichste Anwendungsszenarien führen zu den beschriebenen Arbeitspaketen im Core-Development Hauptarbeitspaket. Diese Schlüsselfähigkeiten für die strukturmechanische Berechnungs- und Analysefähigkeit werden im Rahmen des Projektes systematisch und fokussiert angegangen.
Die allermeisten heute im DLR durchgeführten Analysen z.B. aus den Bereichen Vorentwurf oder virtuelle Zertifizierung sind multidisziplinäre Analysen. Deshalb ist neben der Erweiterung des Fähigkeitsumfanges der Software eine gute Integration in entsprechende multidisziplinäre Analysen essentiell für den produktiven Einsatz von b2000++pro. Aus diesem Grund wird auch in diesem Projekt die weitere Verbesserung der Integration in die multidisziplinären Frameworks und Arbeitsabläufe vorangetrieben. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf datengetriebenen Prozessen und physics enabled machine learning, wie sie z.B. durch Smarty bereitgestellt werden.
Mit dem Projekt wird der Grundstein für die langfristige und nachhaltige Weiterentwicklung von b2000++pro und damit eine dauerhafte Perspektive für den Einsatz als zentrale und gemeinsame Strukturmechaniklösung im DLR über das Projekt hinaus geschaffen. Für die systematische und nachhaltige Umsetzung der genannten Maßnahmen bedarf es des Rahmens eines Synergieprojektes über die beteiligten programmatischen Linien des DLRs hinweg, um das für die gemeinsamen Entwicklungen benötigte Budget zu allokieren und damit auch Planungssicherheit für alle an den gemeinsamen Arbeiten beteiligten Partner über die Projektlaufzeit zu gewährleisten.
Zu diesen Zwecken wurden gezielt repräsentative Anwendungsfälle aus verschiedenen programmatischen Linien des DLR zusammengetragen (HAP 4000) die im folgenden Kapitel kurz erläutert werden. Aus diesen werden Entwicklungsbedarfe, die zur Realisierung der Anwendungsfälle mit b2000++pro notwendig sind, extrahiert. Diese Bedarfe werden in der Entwicklungsplanung priorisiert und dann implementiert (HAP 2000 und 3000).
Projektziele
Die Ziele neue Schlüsselfähigkeiten der Software, Erweiterungen und Aktivitäten umfassen:
- Eine erweiterte Einsatzfähigkeit von b2000++ in den relevanten Anwendungsgebieten ist prototypisch gezeigt, gemessen an der Verwendbarkeit für die im Projekt definierten Anwendungsfälle.
- Die integrierte Verwendbarkeit des Softwarepaketes b2000++pro in Optimierungsproblemen sowie der prototypische Einsatz für datengetriebene Analysen ist gezeigt
- Eine erhöhte Performance der Software durch durchgehende Parallelisierung der Software, die eine bessere Skalierung auf Cluster Systemen mit verteiltem Arbeitsspeicher erlaubt, ist gezeigt.
- Die Kernkomponenten des Softwarepaketes b2000++pro sind neben Linux auch auf MS-Windows lauffähig und einsetzbar.
- Die DLR-weite Anwender- und Entwicklergemeinschaft zur Strukturmechanik mit b2000++ ist am Ende des Projektes nachhaltig gewachsen. Außerdem wird angestrebt, weitere Partner außerhalb des DLR zu gewinnen.
Weiterhin werden über die Projektlaufzeit hinweg kontinuierlich Bedarfe für die weitere Entwicklung, die sich aus dem Projekt und assoziierten ergeben, aufgenommen und in die Entwicklungsplanung in und über das Projekt hinaus integriert. Am Ende von structureIT ist im DLR ein vernetzter Community-Kern von b2000++pro-Entwicklern und Nutzern in den Bereichen Airframe, Triebwerk und Partnern außerhalb der DLR-Luftfahrt geschaffen. Darauf aufbauend sollen Community sowie Funktionalitäten der Software weiter ausgebaut werden.
Projektdaten
Projektzeitraum
01.01.2025 - 31.12.2027
Projektleitung
Institut für Softwaremethodenzur Produkt-Virtualisierung
Förderung
DLR-Projekt
