Summary of Design Activities in LARA Task 1.2

This report describes a comparison of wing design results of a selected test case of a laminar flow wing obtained in the EU-Programme APAS/LARA, Task 1.2 by various partners involved with different methods. The results show that good progress has been obtained in wing design methods and that a laminar flow wing design with a prescribed pressure distribution for a given planform can be performed with high confidence

An Improved Integral Equation Method for the Design of Transonic Airfoils and Wings.

A design method for transonic airfoils and wings based on the solution of the Euler-/Navier-Stokes equations is described. The applied design strategy is an inverse design method based on the work of Takanashi. The difference between the computed pressure distribution of a given geometry and the prescribed target pressure distribution is iteratively reduced by the solution of an inverse formulated transonic small perturbation equation (TSP-equation). In this design method an analysis code is required, such as the Euler-/Navier-Stokes code CEVCATS developed at DLR. It is shown that Takanashi's method must be modified in order to ensure the convergence of the design in transonic flow. In addition a smoothing algorithm based on Bezier curves is used to obtain a smooth surface. In order to estimate the accuracy and convergence of the design method, a redesign of a known transonic airfoil and wing is

Entwurf transsonischer Profile basierend auf der Loesung der Euler-/Navier-Stokes Gleichungen

Es wurde ein Entwurfsverfahren auf der Basis der Loesung der Euler-/Navier-Stokes-Gleichungen fuer den Entwurf transsonischer Profile vorgestellt. Die Berechnung der Geometriekorrektur erfolgt nach dem residual-correction Konzept, bei dem die Differenz zwischen berechneter Druckverteilung und gewuenschter Druckverteilung mit einem geeigneten Ansatz in eine Geometrienderung ueberfuehrt wird. Zur Bestimmung der Druckverteilung ist bei diesem iterativen Vorgehenein Nachrechnungsverfahren erforderlich, wozu das am Institut entwickelte Euler-/Navier-Stokes-Programm CEVCATS verwendet wird. Die Berechnung der Geometrienderung erfolgt aus einer Loesung der inversen TSP-Gleichung. Dieser Ansatz wurde von Takanashi angegeben.Das Verfahren zur Loesung der inversen TSP-Gleichung muss um einen daempfenden Term erweitert werden, um Ueberschallfelder stabil

Stand der Arbeiten zur Lösung der adjungierten Euler-Gleichungen

Es wird der Stand der bis Oktober 1997 durchgeführten Arbeiten zur Lösung der adjungierten Euler-Gleichung beschrieben. Diese Arbeiten sind Teil des Verbundvorhabens MEGAFLOW. Das Verfahren zur Lösung der adjungierten Euler-Gleichungen wurde erstmals von A. Jameson in der Literatur angegeben. Mit Mitteln des BMBF wurde im Frühjahr 1996 das Optimierungsverfahren von Jameson erworben, um die Einarbeitung und das vertiefte Verständnis in die Theorie des Lösungsverfahrens zu erleichtern. In diesem Bericht wird die zugrundeliegende Ableitung der adjungierten Euler-Gleichung für eine inverse 2D Entwurfsaufgabe dargestellt. Dem folgt eine Beschreibung des erworbenen Verfahrens mit einer Schilderung der implementierten Erweiterungen. Abschließend werden Untersuchungen zur inversen Entwurfsaufgabe und Wiederstandsoptimierung gezeigt. Zur Fortführung der Arbeiten werden im letzten Abschnitt einige Hinweise gegeben

Entwurf transsonischer Profile auf der Basis der Lsung der Euler-/Navier-Stokes-Gleichungen

Es wird ein Entwurfsverfahren fuer transsonische Profilstroemungen auf der Basis der Loesung der Euler-/Navier-Stokes-Gleichungen beschrieben. Die verwendete Entwurfsstrategie ist ein residual- correction Ansatz, der von Takanashi entwickelt wurde. Der Unterschied zwischen berechneter Druckverteilung eines gegebenen Profils und vorgeschriebener Druckverteilung wird iterativ durch Loesung der Potentialgleichung fuer den Fall kleiner Sterungen (TSP-Gleichung) verringert. Das Entwurfsverfahren erfordert ein Nachrechnungsverfahren, das in diesem Fall der bei der DLR entwickelte Euler-/ Navier-Stokes-Code CEVCATS ist. Um die Konvergenz eines Entwurfs in transsonischer Stroemung sicherzustellen, werden an dem TSP-Ansatz von Takanashi Aenderungen vorgenommen. Weiterhin wird ein Algorithmus zur Glaettung der Kontur verwendet, damit eine glatte Oberflaeche entworfen werden kann

Design of Transonic Airfoils and Wings Based on the Solution of the Euler/Navier-Stokes Equations

A design method for transonic wings based on the solution of the Euler/Navier-Stokes equations is described. The applied design strategy is a residual-correction approach developed by Takanashi. The difference between the computed pressure distribution of a given geometry and the prescribed target pressure distribution is iteratively reduced by the solution of the transonic small perturbation (TSP-equation). In this design method an analysis code is required, such as the Euler/Navier-Stokes code CEVCATS developed at DLR. Takanashi's method must be modified in order to guarantee the convergence of the design in transonic flow. In addition an algorithm to smooth the contour is used to obtain a smooth surface. In LARA 1.2 the characteristics of the design method are investigated on the basis of the design of transonic airfoils as well as wings in order to estimate the accuracy and convergence

Projektbeschreibung MEGAFLOW

Ziel der Arbeiten in MEGAFLOW ist die Erstellung eines zuver- laessigen, effizienten und qualitaetsgesicherten Programmsystems zur Stroemungssimulation um komplette Transportflugzeuge in Reiseflug- und Start-/Landekonfiguration, welches den Anforderungen des produktiven industriellen Einsatzes gerecht wird. Hierzu werden in konzentrierter Zusammenarbeit von Luftfahrtindustrie DA, DLR und Hochschulen umfangreiche Entwicklungen an den Teilsystemen MegaCads zur Netzgenerierung und FLOWer zur Stroemungsberechnung durchgefuehrt. Die Leistungsfaehigkeit des Gesamtsystems wird dabei an industrierelevanten Konfigurationen ueberprueft. Validierte Entwicklungsversionen fliessen unmittelbar in die aktuellen aerodynamischen Entwurfsarbeiten ein

Ein Entwurfsverfahren für Tragflügel in transsonischer Strömung

Ein Verfahren zum Entwurf von Profilen und Flügeln in transsonischer Strömung wird beschrieben, bei dem die gewünschte Druckverteilung auf der Kontur vorgegeben ist. Für die Startgeometrie wird mit einer Nachrechnung, in der die Euler-/Navier-Stokes-Gleichungen gelöst werden, die Druckverteilung bestimmt