2023 年 10 月 17 日

 

• 未來可以更好地預測飛機可飛行範圍的極限。
• DLR 研究人員優化了預測方法。
• 重點：航空、數位化、氣候友善飛行

 

德國航空航天中心 (DLR) 進行了風洞測試，利用最先進的測量和模擬技術來研究商用飛機的升力極限。所獲得的知識將有助於比以前更準確地預測未來飛機的性能，從而使它們更有效率、更環保、更安靜。

新飛機的研發是一個漫長而複雜的過程。早在建造和首飛之前，電腦模擬和風洞實驗就開始相互作用。「對飛機周圍的流動進行高精度模擬對於準確可靠地預測空氣動力學以及當前和未來飛機配置的飛行範圍是必要的，」該計畫協調員 Dr. 來自哥廷根DLR 空氣動力學和流體動力學研究所的 Cornelia Grabe 。這同樣適用於確定引擎的安全工作範圍。DLR專案 ADaMant（針對包絡應用邊界的自適應資料驅動物理建模）旨在開發和演示用於此類高精度流動模擬的電腦模型。

 

DLR 和 NASA 的共同利益

德國太空中心與美國航空暨太空總署 NASA 合作，在 DNW 的不倫瑞克低速風洞 (NWB)中，對 NASA 提供的國際公認的商用飛機研究模型進行了風洞測試。在美國航空航天的風洞中使用相同模型重複進行測試，以便更了解不同風洞對測量資料的影響。在流動模擬中，研究模型周圍的流動和自由飛行中的流動都被檢查，並且還對風洞進行了建模。目的是研究風洞對飛機模型周圍流動的影響有多大。這樣做的目的是使電腦模擬和風洞實驗更具可比性。

 

湍流具有挑戰性

空氣動力學電腦建模的最大挑戰是湍流。這些都需要複雜的計算方法來找到精度和效率之間的平衡——一方面，精度對於可靠地預測飛機可飛行範圍的極限或發動機的工作範圍至關重要，另一方面，使用超級電腦上計算時間形式的資源被減少到此類模擬所需的數量。

在 ADaMant 專案中，對具有不同精確度的電腦模型進行了檢查和評估，以確定它們是否適用於模擬某些飛行狀態下飛機外部周圍的氣流以及模擬發動機的某些工作範圍。最終，所獲得的知識將有助於改進計算和設計航空業未來飛機和發動機的飛行特性的電腦模型。這極大地支持並加速了更有效率、更環保的飛機的開發

風洞測試在布倫瑞克 DNW 的低速風洞中進行。計算是使用位於哥廷根的 DLR 超級電腦CARO進行的。

 

該計畫涉及德國航天中心的六個研究所和設施：

• DLR 空氣動力學和流體動力學研究所（計畫協調員）
• DLR 氣動彈性研究所
• 德國航太中心推進技術研究所
• DLR 產品虛擬化軟體方法研究所
• DLR 燃氣渦輪機測試與模擬研究所
• 系統屋技術

 

[照片]

(A) DNW-NWB 中的 NASA 飛機模型

內翼和外翼上的雷射部分用於測量流速

(B) DNW-NWB 中的 NASA 模型

DNW-NWB 中的 NASA 模型，具有用於測量背景聲學的感測器場

(C) NASA-NWB 模型

NASA 模型 NWB 與電腦模擬視覺化

(D) DNW-NWB 測量部分的 NASA 模型