Ein Beitrag zur numerischen Strukturauslegung aktiver Rotorblätter unter Berücksichtigung der Wechselwirkung von Strömung und Struktur
von Cuvillier Verlag / Jentzsch-Cuvillier, Annette
Broschiertes Buch
Der Einsatz von aktiven Rotorblättern bietet das Potenzial, die Schallemissionen und Vibrationen von Hubschraubern zu senken. Dadurch lässt sich der Passagierkomfort steigern, die Belastung der Hubschrauberstruktur senken und die Umweltbeeinflussung durch Schall reduzieren. Allerdings sind bei der Auslegung solcher Systeme eine Vielzahl an Randbedingungen zu berücksichtigen, und ihr komplexer Aufbau bietet eine Fülle anzupassender Struktureigenschaften. Ein numerisches Verfahren zur Lösung einer derart vielschichtigen Entwurfsaufgabe wird in dieser Arbeit vorgestellt. Die Methodik besteht aus zwei grundlegenden Bestandteilen. Während das numerische Optimierungsverfahren auf Basis der Evolutionären Algorithmen die Strukturen gezielt weiterentwickelt, berechnet das parametrisierte Bewertungsmodell die Entscheidungsgrundlage für die Optimierung, indem es das Strukturverhalten der verschiedenen Varianten ermittelt. Dabei wird die Wechselwirkung von Strömung und aktiver Struktur ebenfalls berücksichtigt, wodurch die aerodynamische Wirksamkeit in die Bewertung der Strukturvarianten mit einbezogen werden kann.
Der Einsatz von aktiven Rotorblättern bietet das Potenzial, die Schallemissionen und Vibrationen von Hubschraubern zu senken. Dadurch lässt sich der Passagierkomfort steigern, die Belastung der Hubschrauberstruktur senken und die Umweltbeeinflussung durch Schall reduzieren. Allerdings sind bei der Auslegung solcher Systeme eine Vielzahl an Randbedingungen zu berücksichtigen, und ihr komplexer Aufbau bietet eine Fülle anzupassender Struktureigenschaften. Ein numerisches Verfahren zur Lösung einer derart vielschichtigen Entwurfsaufgabe wird in dieser Arbeit vorgestellt. Die Methodik besteht aus zwei grundlegenden Bestandteilen. Während das numerische Optimierungsverfahren auf Basis der Evolutionären Algorithmen die Strukturen gezielt weiterentwickelt, berechnet das parametrisierte Bewertungsmodell die Entscheidungsgrundlage für die Optimierung, indem es das Strukturverhalten der verschiedenen Varianten ermittelt. Dabei wird die Wechselwirkung von Strömung und aktiver Struktur ebenfalls berücksichtigt, wodurch die aerodynamische Wirksamkeit in die Bewertung der Strukturvarianten mit einbezogen werden kann.
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