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Anzeigesprache

Aeroelastik und Mehrkörperdynamik in der Luftfahrt

6 LP

Deutsch

#50125 / #3

Seit WS 2016/17

Fakultät V

F 5

Institut für Luft- und Raumfahrt

35341400 FG Flugmechanik und Flugregelung

Krüger, Wolf

Köthe, Alexander

wolf.krueger@dlr.de

Keine Angabe

POS-Nummer PORD-Nummer Modultitel
2345738 36154 Aeroelastik und Mehrkörperdynamik in der Luftfahrt

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:

Lehrveranstaltungen Art Nummer Turnus Sprache SWS
Aeroelastik I: Grundlagen der Aeroelastik VL 518 WS Deutsch 2
Aeroelastik II: Mehrkörperdynamik in der Luftfahrt VL 3534 L 519 SS Deutsch 2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Aeroelastik I: Grundlagen der Aeroelastik (VL):

Aufwandbeschreibung Multiplikator Stunden Gesamt
Präsenzzeit 15.0 2.0h 30.0h
Vor-/Nachbereitung 15.0 4.0h 60.0h
90.0h(~3 LP)

Aeroelastik II: Mehrkörperdynamik in der Luftfahrt (VL):

Aufwandbeschreibung Multiplikator Stunden Gesamt
Präsenzzeit 15.0 2.0h 30.0h
Vor-/Nachbereitung 15.0 4.0h 60.0h
90.0h(~3 LP)
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

Dieses Modul kann in 2 Semestern abgeschlossen werden.

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

Zur Zeit wird die Datenstruktur umgestellt. Aus technischen Gründen wird die Verwendung des Moduls während des Umstellungsprozesses in zwei Listen angezeigt.

Dieses Modul wird auf folgenden Modullisten verwendet:

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)

Dieses Modul wird in folgenden Studiengängen verwendet:

    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