Detailseite
Projekt
Physikalisch informierte neuronale Operatoren für das generative Design abgestimmter Schwingungstilger im urbanen Luftverkehr
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Steffen Marburg
Fachliche Zuordnung
Mechanik
Förderung
Förderung seit 2025
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 564325604
Dieses Forschungsprojekt hat das Ziel, einen datengetriebenen Design-Assistenten zur Auslegung abgestimmter Schwingungstilger für den Einsatz in der urbanen Luftfahrt zu entwickeln. Im Gegensatz zu traditionellen Methoden, die auf zeitintensiven Iterationsschleifen mit manueller Parameteranpassung beruhen, ermöglicht der vorgeschlagene Design-Assistent die direkte Generierung neuartiger Designvorschläge auf Basis vorgegebener Übertragungsspektren. Kern des Ansatzes ist die Methode der neuronalen Operatoren, welche die inverse Abbildung zwischen einem Übertragungsspektrum und den dazugehörigen Modellparametern erlernt. Im Projektverlauf werden zunächst analytische und numerische Modelle von Schwingungstilgern erstellt, die als Grundlage für die Generierung der Trainingsdaten dienen. Anschließend werden zuerst rein datengetriebene neuronale Operatoren auf Basis der Simulationsdaten trainiert. Zur weiteren Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit werden im nächsten Schritt die zugrundeliegenden physikalischen Gleichungen in den Trainingsprozess integriert. Nach Abschluss des Trainings ist der neuronale Operator in der Lage, Designparameter wie die Geometrie der Schwingungstilger in Echtzeit auf Basis eines gewünschten Übertragungsspektrums vorherzusagen. Nach umfassenden Tests mit analytischen und numerischen Simulationsmodellen wird der Design-Workflow durch experimentelle Daten validiert und die Unsicherheiten der Prognosen quantifiziert. Der entwickelte generative Design-Assistent bietet Ingenieur:innen eine interaktive und zuverlässige Unterstützung bei der Erstellung von Designvorschlägen, wodurch die Auswirkungen von Designänderungen in Echtzeit analysiert und unmittelbar entsprechende Anpassungen vorgenommen werden können. Durch die Kombination von Ingenieurswissen mit den neuesten Fortschritten der künstlichen Intelligenz trägt der entwickelte Assistent dazu bei, robuste und objektive Designentscheidungen frühzeitig im Entwicklungsprozess zu treffen. Dies ebnet den Weg für einen innovativen und datengetriebenen Design-Workflow, der die Entwicklung moderner Schwingungstilger im urbanen Luftverkehr vorantreibt.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
