Nauwkeuriger âdroogvliegenâ met foutschatter; Methode kan vliegtuigindustrie
geld en tijd besparen
woensdag 2 mei 2007
Wie grootheden als de draagkracht van een vliegtuig wil bepalen, kan
daarvoor simulaties gebruiken. Simulaties zijn goedkoper dan
vliegproeven, maar zijn nog altijd kostbaar. Wie voor een kortere
rekentijd een eenvoudig model kiest, om zo tijd en geld te winnen,
verliest aan nauwkeurigheid; dat kan voor zeer ongewenste verrassingen
zorgen. De foutschatter van STW-onderzoeker Jelmer Cnossen laat zien
welke simulatie de meest efficiënte keuze is: bij het terugbrengen
van de rekentijd houdt zijn monitoring-methode de nauwkeurigheid in de
gaten. Cnossen promoveert 7 mei 2007 op dit door Technologiestichting
STW gefinancierde onderzoek aan de TU Delft.
Er wordt veel gewerkt met het nabootsen van het functioneren van
vliegtuigen. Zo wordt onder meer âdroogâ gewerkt aan veiliger, schoner
en efficiënter vliegverkeer. Computersimulaties maken het mogelijk om
(bijvoorbeeld) de luchtstroming rond vliegtuigen na te bootsen en zo
de draagkracht te berekenen. Zoân simulatie is gebaseerd op een
wiskundig model van een fysisch proces als luchtstroming.
In elke simulatie zit wel een modelleringsfout, dat wil zeggen een
fout in het model die de nauwkeurigheid van de nabootsing beïnvloedt.
Simulaties die hetzelfde fysische proces nabootsen, worden naar
nauwkeurigheid hiërarchisch geordend (en hiërarchische modellen
genoemd). In het algemeen geldt: hoe eenvoudiger het model, hoe korter
de rekentijd, hoe minder nauwkeurig de simulatie â en belangrijker:
hoe minder nauwkeurig bijvoorbeeld de draagkracht van een vliegtuig
bepaald kan worden. Producenten van simulaties gebruiken verschillende
wiskundige modellen.
Dat maakt het moeilijk om ze onderling op nauwkeurigheid te
vergelijken.
Onderzoeker Jelmer Cnossen maakte daarom een doelgerichte
modelleringsfoutschatter. Zijn methode, geschikt om in software te
gebruiken, is speciaal bedoeld om simulaties die verschillende
wiskundige modellen voor hetzelfde fysische verschijnsel (in dit geval
luchtstroming) gebruiken, onderling te kunnen vergelijken. Zo kan men
bij het terugbrengen van de rekentijd âen dus de kosten- van
simulaties de nauwkeurigheid blijven monitoren.
Industriële interesse
Voordat Cnossens foutschatter in gebruik genomen kan worden, moet
eerst meer onderzoek plaatsvinden naar toepassing in complexe
stromingsproblemen. Toch waren in dit theoretisch onderzoek
verschillende mogelijke gebruikers van de resultaten geïnteresseerd.
Daarmee is de kans dat dit onderzoek door een volgende stap naar
toepassing wordt gebracht, groter. Het project is zo een voorbeeld van
de manier waarop financiering binnen het Open Technologieprogramma
(OTP) van STW zorgt voor een focus op utilisatie.
Loopbaan onderzoeker
Jelmer Cnossen bouwt voort op zijn ervaring door te gaan werken aan de
nauwkeurigheid van de modellen voor luchtverontreiniging bij het
Milieu en Natuur Planbureau. Het gaat hier om predicties van
luchtkwaliteit en de controle van de effectiviteit van milieubeleid.
Over STW
Technologiestichting STW financiert technisch-wetenschappelijk
toepassingsgericht onderzoek. STW brengt universiteit en bedrijfsleven
al voor de start van een onderzoek met elkaar in contact door
gebruikerscommissies samen te stellen, die periodiek onder begeleiding
van STW overleggen over de stand van zaken en beoogde richting van het
onderzoek. Deze intensieve samenwerking leidt tot praktisch toepasbare
resultaten, niet zelden met een exploiteerbaar octrooi. Het budget van
STW is ongeveer 50 miljoen euro per jaar.
Promotie 7 mei 2007, 10.00 uur, TU Delft Aula Congrescentrum
Meer informatie:
* ir. J.M. Cnossen, via STW:
dr.ir. Frank Karelse
f.karelse@stw.nl
Promotores:
* prof.dr.ir. H. Bijl, h.bijl@tudelft.nl
* prof.dr.ir. B. Koren, b.koren@tudelft.nl
* prof.dr.ir. P.G. Bakker, p.g.bakker@tudelft.nl
Technologie Stichting STW