#50125 / #3

Seit WS 2016/17

Deutsch

Aeroelastik und Mehrkörperdynamik in der Luftfahrt

6

Krüger, Wolf

benotet

Mündliche Prüfung

Zugehörigkeit


Fakultät V

Institut für Luft- und Raumfahrt

35341400 FG Flugmechanik und Flugregelung

Verkehrswesen

Kontakt


F 5

Köthe, Alexander

wolf.krueger@dlr.de

Keine Angabe

Lernergebnisse

Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls Aeroelastik über: Kenntnisse: - Überblick über die Vielfalt der aeroelastischen Problemstellungen - Verständnis der grundsätzlichen physikalischen Zusammenhänge - von den besonderen Anforderungen der Modellierung von Luftfahrzeugen in der Mehrkörpersimulation - von Numerische Integrationsverfahren Fertigkeiten: - Analytischer Behandlung aeroelastischer Probleme - Aeroelastische Modellierung des Flugzeugs und seiner Komponenten - dynamische Analyse in der Mehrkörperdynamik Kompetenz: - kritische Analyse aeroelastischer Fragestellungen bei Flugzeugen - echtzeitfähige Modellierung elastischer Baugruppen für dynamische Analysen

Lehrinhalte

Aeroelastik I: In der Vorlesung werden die gegenseitigen Wechselwirkungen der elastischen Flugzeugstruktur und der aerodynamischen Kräfte beschrieben und untersucht. Aeroelastische Phänomene können zu einer Beeinträchtigung der Steuerbarkeit des Flugzeugs, zu hohen Belastungen oder sogar dem Bruch des Flügels führen. Man unterscheidet statische und dynamische aeroelastische Phänomene, so z. B. statische Divergenz (Ausknicken eines Flügels bei zu hoher Geschwindigkeit) und Ruderumkehr, d.h. die Verringerung (oder gar Umkehr) der Ruderwirksamkeit bei hohen Anströmgeschwindigkeiten, sowie dynamisches Flattern, d. h. selbstverstärkende Schwingungen von Flügel und Rudern, die Auswirkungen bis hin zum Bruch des Flügels haben können. Vorlesung: - Aeroelastisches Dreieck - Torsionsdivergenz - Querruderwirksamkeit - Strömungs-Struktur-Kopplung - Flattern - Standschwingversuch Aeroelastik II: Bei modernen Flugzeugen gewinnt die Elastizität der Struktur immer größeren Einfluss auf das Flugverhalten. Die Elastizität muss daher in allen relevanten Disziplinen wie z. B. Flugmechanik und Flugregelung oder Aerodynamik berücksichtigt werden. In vielen Bereichen ist die Simulation des fliegenden Flugzeugs ein wichtiges Auslegungswerkzeug. Die Mehrkörperdynamik ist ein geeignetes Werkzeug zur Modellierung des elastischen, fliegenden Flugzeugs. Diese Art der Modellierung wird in verschiedenen Anwendungsbereichen verwendet, z. B. in der Entwurfsphase von Flugzeugen, in der Analyse von Lasten durch Landestoß und Rollen sowie in der Flugmechanik. Auch für die Simulation von Hubschraubern ist die Mehrkörpersimulation ein geeignetes Analysewerkzeug. Vorlesung: - Modellierung des Flugzeugs und seiner Komponenten in der Mehrkörpersimulation, - Numerische Verfahren zur Lösung von Bewegungsgleichungen, - Anforderungen der Modellierung für echtzeitfähige Simulation, - Beispiele für Lastanalysen am fliegenden, elastischen Flugzeug.

Modulbestandteile

Pflicht:

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWSVZ
Aeroelastik I: Grundlagen der AeroelastikVL518WiSeDeutsch2
Aeroelastik II: Mehrkörperdynamik in der LuftfahrtVL3534 L 519SoSeDeutsch2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Aeroelastik I: Grundlagen der Aeroelastik (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
90.0h(~3 LP)
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h

Aeroelastik II: Mehrkörperdynamik in der Luftfahrt (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
90.0h(~3 LP)
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Die theoretischen Grundlagen werden in Vorlesungen vermittelt und durch Beispiele illustriert.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

a) obligatorisch: - Mechanik (Kinematik und Dynamik), - Mathematik (lineare Algebra, lineare Differentialgleichungen), - Flugmechanik 1 (Flugleistungen), - Aerodynamik b) wünschenswert: - Flugmechanik 2 (Flugdynamik), - Strukturdynamik oder Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik, - Methoden der Regelungstechnik

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Keine Angabe

Abschluss des Moduls

Benotung

benotet

Prüfungsform

Mündliche Prüfung

Sprache

Deutsch

Dauer/Umfang

ca. 30 Minuten pro Studentin/Student

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
2 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Winter- und Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 100.

Anmeldeformalitäten

Anmeldung zur Lehrveranstaltung: - zur ersten Vorlesung Anmeldung zur Prüfung: - mündlich: beim Prüfungsamt und Prüfer 1 Woche vorher, - Die jeweiligen Anmeldefristen sind der Studienordnung zu entnehmen.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  verfügbar
Zusätzliche Informationen:
Wird während der Vorlesungen ausgegeben

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Försching: Grundlagen der Aeroelastik, Berlin: Springer, 1974

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Luft- und Raumfahrttechnik (M. Sc.)222WS 2016/17WiSe 2022/23
Physikalische Ingenieurwissenschaft (M. Sc.)216WS 2016/17WiSe 2022/23
Technomathematik (B. Sc.)113WS 2016/17WiSe 2022/23
Technomathematik (M. Sc.)126WS 2016/17WiSe 2022/23
Verkehrswesen (B. Sc.)221WS 2016/17WiSe 2022/23

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

geeignete Studiengänge - Bachelor Verkehrswesen (Insbes. Studienrichtungen: Luft- und Raumfahrt, Fahrzeugtechnik) - Master Luft- und Raumfahrttechnik - Physikalische Ingenieurwissenschaften geeignete Studienschwerpunkte: - Luftfahrttechnik (BSc Verkehrswesen: Luft- und Raumfahrttechnik)

Sonstiges

Keine Angabe