Technologie Stichting STW

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