D. Grasselt, K. Höschler

Diese Veröffentlichung gibt einen Überblick zum Stand der Technik hinsichtlich prinzipieller Herangehensweisen zur Lösung eines Fluid-Struktur Interaktion (FSI) Problems. Eine Gliederung in verschiedene Bereiche der FSI sowie der FSI- Parameter werden erklärt. Die Motivation zur Anwendung einer bidirektionalen FSI für Schubumkehrer wird verdeutlicht, dabei spielen vor allem Gewicht und Wirkungsgrad eine wichtige Rolle. Aus Anwendersicht werden verschiedene FSI Methoden und deren Vorteile besprochen und Faktoren zur Entscheidung für eine Methode in einem Projekt, sowie der Qualitätskonflikt angesprochen. Ein kurzer historischer Abriss zur Entwicklung zu den modernen Lösungen gibt Aufschluss über die aktuelle Situation und Entwicklungstendenzen, insbesondere hinsichtlich iterativer und monolithischer Verfahren. Dabei werden Begriffe, Voraussetzungen für bestimmte Methoden und Herangehensweisen besprochen, Schwachstellen und Stärken werden beschrieben. Die Unterschiede und Ähnlichkeiten inkonsistenter zu integrativen Methoden werden aufgezeigt. Insbesondere transiente Problemstellungen empfehlen sich dabei in einer integrativen, besser monolithischen Entwicklungsumgebung umzusetzen. Dabei ist die Stärke der physikalischen FSI Kopplung von entscheidender Bedeutung. Eines der Kernthemen sind die Folgen hinsichtlich Arbeitsaufwand, Flexibilität, Qualität bzw. Genauigkeit der Ergebnisse in Verbindung mit Rechenzeitbedarf, und Anwendbarkeit. Das Schriftum richtet sich primär an Benutzer und Programmierer, es informiert und motiviert zur aktiven Einflussnahme bei der Auswahl für eine Lösungsstrategie für FSI Probleme mit großen Verformungen. Tendenziell sind, nach Stand der Technik, inkonsistente Methoden aufgrund der Auswahl effizienterer Tools die besseren Lösungen, wenngleich die Visualisierung in integrierten Lösungen i.d.R. besser realisiert ist. Haupteinflussgrößen sind hierbei Personalbedarf, Qualität der FSI-Lösung und Anwenderfreundlichkeit sowie Lizenzkosten.

This publication provides an overview of the state of the art regarding fundamental approaches to solving fluid-structure interaction (FSI) problems. A classification into different areas of FSI and FSI parameters is explained. The motivation for applying bidirectional FSI for thrust reversers is clarified, with weight and efficiency playing a particularly important role. From a user perspective, various FSI methods and their advantages are discussed, along with factors influencing the choice of method in a project and the potential quality conflict. A brief historical overview of the development of modern solutions sheds light on the current situation and development trends, especially regarding iterative and monolithic methods. Terminology and prerequisites for specific methods and approaches are discussed, and weaknesses and strengths are described. The differences and similarities between inconsistent and integrative methods are highlighted. Transient problems, in particular, are recommended to be implemented in an integrative, or preferably monolithic, development environment. The strength of the physical FSI coupling is of crucial importance in this context. One of the key topics is the impact on workload, flexibility, quality and accuracy of results in relation to computation time, and applicability. This publication is primarily aimed at users and programmers, informing and motivating them to actively participate in selecting a solution strategy for FSI problems involving large deformations. Generally, according to the current state of the art, inconsistent methods tend to be better solutions due to the selection of more efficient tools, although visualization is typically better implemented in integrated solutions. The main influencing factors here are personnel requirements, the quality of the FSI solution, user-friendliness, and licensing costs.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2015, Rostock

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2015

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 7 Seiten

urn:nbn:de:101:1-201512113094

Fluid-Struktur Interaktion, Methoden Vergleich

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11.12.2015