Stochastic Description of Aircraft Simulation Models and Numerical Approaches

Der Artikel befasst sich mit der Unsicherheitsquantifizierung eines Flugzeugsimulationsmodells. Mathematisch gesehen handelt es sich bei dem Flugzeugmodell um ein System von Differentialgleichungen zweiter Ordnung. Dabei hängt das System von Eingangsparametern ab, die der Masse, der Aerodynamik und der Struktur des Flugzeugs zugeordnet sind. Die aerodynamischen Eingangsparameter sind als Zufallsvariablen und -prozesse modelliert, deren Wahrscheinlichkeitsverteilungen nach dem Maximum-Entropie-Prinzip und verfügbaren experimentellen Daten ausgewählt werden. Für das Flugdynamikmodell wird die Unsicherheitsentwicklung der Flugzustandsverläufe mittels sogenannter nicht-intrusiver numerischer Verfahren abgeschätzt. Die Verfahren sind beispielsweise direkte Integrationsverfahren, stochastische Kollokationsverfahren und Pseudo-Galerkin Verfahren. Diese numerischen Verfahren basieren auf Stichproben von Flugzustandsverläufen, welche durch das Lösen der zugehörigen deterministischen gewöhnlichen Differentialgleichungen erhalten werden.