bionic surface technologies gmbhperformance entscheidet über … · 2019. 7. 5. · • zivko edge...

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www.bionicsurface.com [email protected] +43 650 922 2907 bionic surface technologies GmbH Liebenauer Hauptstraße 2-6 8041 Graz AUSTRIA The content and all parts of this document are protected by copyright. Copyright © by bionic surface technologies GmbH Luftfahrt Aerodynamische CFD-Optimierung eines Rennflugzeuges Performance entscheidet über Sieg oder Niederlage: Ergebnisse : Gesteigerte Höchstgeschwindigkeit Kostensparende Umsetzbarkeit der Optimierung Erster europäischer Sieger in der Geschichte des „Reno Airrace“ in der „Formula One“ – Klasse in Nevada Aufgaben: Berechnung der Strömungsverhältnisse am Flugzeug Auswertung der Widerstandswerte der einzelnen Bauteile und Visualisierung von Optimierungspotential Auswertung von Grenzschichtumschlag und Profilströmung am 2D Modell Verbesserungsvorschläge aus 3D Rechenergebnissen Optimierung der Kabinengeometrie sowie der Motorabdeckung Berechnung UTM ( underhood thermal management ) Performancevergleich von 3 Ausführungsvarianten des Gesamtflugzeuges Berechnung des Optimierungspotentials durch spezielle Ribletoberflächengeometrie Netzeigenschaften / Lösungsmethodik: • Grenzschichtauflösung Berechnung der Transition (Übergang von laminaren zu turbulenten Strömungsverhältnissen) Es wird eine Momentaufnahme des Flugzustandes betrachtet. Der Propeller wird mittels MRF (moving reference frame) abgebildet Besonderheiten: Ausstattung eines Wettbewerbsflugzeuges mit strömungsoptimierter und exakt ausgelegter Oberflächengeometrie ( Ribletstruktur ) Bild 2: Druckverlauf und Geometrieoptimierung Bild 1: Cowlingdesign Bild 3: Aufnahme kurz vor dem Rennen 2012

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Page 1: Bionic surface technologies GmbHPerformance entscheidet über … · 2019. 7. 5. · • Zivko Edge 540 V3, Red Bull Airrace – 1,56% faster • Cassutt “Scarlett Screamer”,

www.bionicsurface.com [email protected]

+43 650 922 2907

bionic surface technologies GmbH Liebenauer Hauptstraße 2-6 8041 Graz AUSTRIA The content and all parts of this document are protected by copyright.

Copyright © by bionic surface technologies GmbH

Luftfahrt

Aerodynamische CFD-Optimierung eines Rennflugzeuges Performance entscheidet über Sieg oder Niederlage:

Ergebnisse : •  Gesteigerte Höchstgeschwindigkeit •  Kostensparende Umsetzbarkeit der Optimierung•  Erster europäischer Sieger in der Geschichte des

„Reno Airrace“ in der „Formula One“ – Klasse in Nevada

Aufgaben: •  Berechnung der Strömungsverhältnisse am

Flugzeug • Auswertung der Widerstandswerte der einzelnen

Bauteile und Visualisierung von Optimierungspotential

•  Auswertung von Grenzschichtumschlag und Profilströmung am 2D Modell

•  Verbesserungsvorschläge aus 3DRechenergebnissen

•  Optimierung der Kabinengeometrie sowie derMotorabdeckung

•  Berechnung UTM ( underhood thermalmanagement )

•  Performancevergleich von 3 Ausführungsvariantendes Gesamtflugzeuges

•  Berechnung des Optimierungspotentials durchspezielle Ribletoberflächengeometrie

Netzeigenschaften / Lösungsmethodik: •  Grenzschichtauflösung •  Berechnung der Transition (Übergang von

laminaren zu turbulenten Strömungsverhältnissen) •  Es wird eine Momentaufnahme des Flugzustandes

betrachtet. Der Propeller wird mittels MRF (moving reference frame) abgebildet

Besonderheiten: • Ausstattung eines Wettbewerbsflugzeuges mit

strömungsoptimierter und exakt ausgelegter Oberflächengeometrie ( Ribletstruktur )

Bild 2: Druckverlauf und Geometrieoptimierung

Bild 1: Cowlingdesign

bionic surface technologies GmbH – Brockmanngasse 49 – 8010 Graz – [email protected] - Phone +43 650 922 2907

The content and all parts of this document are protected by copyright.Copyright © 2009-2014 by bionic surface technologies GmbH

More speed and performance with bionic surface

Bionic surface technologies GmbH• Is an independent engineering and high tech R&D company

• Develops surfaces for drag reduction in fluid dynamic applications

• Is a specialist for flow calculations in a broad range of industries

• Provides high end CFD-analysis

• Provides Aerodesign for Race planes

• Equips wind turbines, air planes and race cars with riblet surfaces

Riblet surfaces (shark skin) improve aerodynamic performance

• Riblets are micro- and nanostructured grooves, which are aligned with

the direction of flow. Exactly designed riblets reduce the viscous drag

within the turbulent boundary layer up to 8 %.

Advantages by usage of bionic surface riblets in Airrace• Riblets generate more lift at same cW value

• Functionality at a broad range of speed

• Proved by wind tunnel, racetrack tests and races (racecar)

• Proved at airrace planes

• Zivko Edge 540 V3, Red Bull Airrace – 1,56% faster

• Cassutt “Scarlett Screamer”, Reno Airrace – 1,58% faster

• The riblets are transparent and doesn´t affect the sponsor design

Project phases for usage of riblets• 3D CFD simulation (1:1 scale) at typical operating points to get exact

layout of riblet structure and advantages at operating points

• Flight tests with riblet surface at operating points (aircraft layout,

stability analyses)

• Race it. Win with it.

Airrace

Aerodesign Cowling Design (incl.engine inlets and oil cooling

system) – 7,74% more efficiency

new landing gear design –10% drag reduction (equal to

1HP more power)

Shark Skin design: e.g. Renorace (NV, US) – 1,58% faster

new wingtip design – upto 10% more efficiency

Bild 3: Aufnahme kurz vor dem Rennen 2012

bionic surface technologies GmbH – Brockmanngasse 49 – 8010 Graz – [email protected] - Phone +43 650 922 2907

The content and all parts of this document are protected by copyright.Copyright © 2009-2014 by bionic surface technologies GmbH

More speed and performance with bionic surface

Bionic surface technologies GmbH• Is an independent engineering and high tech R&D company

• Develops surfaces for drag reduction in fluid dynamic applications

• Is a specialist for flow calculations in a broad range of industries

• Provides high end CFD-analysis

• Provides Aerodesign for Race planes

• Equips wind turbines, air planes and race cars with riblet surfaces

Riblet surfaces (shark skin) improve aerodynamic performance

• Riblets are micro- and nanostructured grooves, which are aligned with

the direction of flow. Exactly designed riblets reduce the viscous drag

within the turbulent boundary layer up to 8 %.

Advantages by usage of bionic surface riblets in Airrace• Riblets generate more lift at same cW value

• Functionality at a broad range of speed

• Proved by wind tunnel, racetrack tests and races (racecar)

• Proved at airrace planes

• Zivko Edge 540 V3, Red Bull Airrace – 1,56% faster

• Cassutt “Scarlett Screamer”, Reno Airrace – 1,58% faster

• The riblets are transparent and doesn´t affect the sponsor design

Project phases for usage of riblets• 3D CFD simulation (1:1 scale) at typical operating points to get exact

layout of riblet structure and advantages at operating points

• Flight tests with riblet surface at operating points (aircraft layout,

stability analyses)

• Race it. Win with it.

Airrace

Aerodesign Cowling Design (incl.engine inlets and oil cooling

system) – 7,74% more efficiency

new landing gear design –10% drag reduction (equal to

1HP more power)

Shark Skin design: e.g. Renorace (NV, US) – 1,58% faster

new wingtip design – upto 10% more efficiency