ISBN 9783843917858

978-3-8439-1785-8, Reihe Luftfahrt

Dietmar Fleischer
Verfahren reduzierter Ordnung zur Ermittlung instationärer Luftkräfte

213 Seiten, Dissertation Technische Universität München (2014), Softcover, B5

Zusammenfassung / Abstract

In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene lineare Modelle reduzierter Ordnung (ROM) zur zeiteffizienten Berechnung von aerodynamischen Kräften angewendet. Der Fokus richtet sich dabei auf den transsonischen Strömungsbereich. Es werden die zeitlinearisierten Verfahren AER-SDEu und AER-SD.NS als ROM eingesetzt, um generalisierte Luftkräfte im Frequenzbereich zu berechnen, die anschliessend in die Flatteranalyse eingehen. Als Referenzwerte dienen die Ergebnisse der vollständigen CFD-Verfahren AER-Eu und AER-NS. Ein weiteres Modell reduzierter Ordnung wird als lineares Zustandsraummodell generiert und erlaubt eine schnelle Berechnung der generalisierten Luftkräfte im Zeitbereich. Zur Erzeugung des ROMs werden die Impulsantworten der generalisierten Luftkräfte, die mittels AER-Eu oder AER-NS berechnet wurden, zur Systemidentifikation herangezogen. Die Systemidentifikation erfolgt mit dem Eigensystem Realization Algorithm ERA. Ferner wird die diskrete Fourier-Transformation der Impulsantworten verwendet, als eine weitere schnelle Methode zur Erzeugung von CFD-basierten Luftkräften im Frequenzbereich. Für die numerischen Analysen werden drei Referenzkonfigurationen betrachtet, wobei der Vergleich der Ergebnisse im Zeit- und Frequenzbereich durchgeführt wird. Weiterhin werden die benötigten Rechenzeiten der Verfahren erfasst und verglichen.