No description available.

Several programs exist today for calculating aerodynamic coefficients that with some simplifications provide fast approximations of the values for a real aircraft. Four different programs were analyzed for this report: Tornado, AVL, PANAIR and a handbook-type preliminary method. In addition, ANSYS CFX was used for airfoil validation. For calculation of the zero lift drag, an approximation was computed in order to calculate the remaining values that were not calculated by the software: drag contribution for fuselages, nacelles and some horizontal stabilizers and fins. Different types of aircraft were selected for trial: two commercial aircraft (Boeing 747-100 and 777-300), a TF-8A research airplane (with area rule application: some additions were made to the fuselage to prevent large variations in the cross-section when the contribution of the wing is  added), a Lockheed Constellation C-69 u sed as a military cargo airplane, a Boeing Stratocruiser used by the USAF with two configurations (basic and bomber), and an Aero Commander 680 Super, similar to a Cessna 162. Two airfoils (NACA2412, 0012) were also analyzed, to investigate the limitations of software designed for three-dimensional calculations. The accuracy of the results showed that the validity of the software depends on the planform of the aircraft, as well as the simulation parameters Mach number and Reynolds number. The shape of the wing caused some of the methods to have serious difficulties in converging to valid results, or increased the simulation time beyond acceptable limits. / Numera finns det olika program för beräkning av de aerodynamiska koefficienterna från en modell med vissa förenklingar som ger en snabb approximation av värdena för ett verkligt flygplan. Fyra olika program har analyserats för denna rapport: Tornado, AVL, PANAIR och en handbok baserad preliminär metod. Dessutom användes ANSYS CFX för validering av vingprofiler . Vid beräkningen av noll-lyft motståndet, en approximation användes för de återstående delarna som inte beräknas av de andra metoderna: motståndsbidraget från flygkroppar, gondoler och vissa horisontella stabilisatorer och fenor. Olika flygplaner har testats: två trafikflygplan (Boeing 747-100 och 777-300), ett TF-8A forskningsflygplan (med area regel användning: några tillägg gjordes på flygkroppen för att tvärsnitten inte har stora variationer när bidraget från vingen läggas), ett Lockheed Constellation C-69, ett Boeing Stratocruiser som används av USAF i två konfigurationer (den vanliga och bombplan), och ett Aero Commander 680 Super, som liknar ett Cessna 162. Två vingprofiler (NACA 2412, 0012) analyserades också, för att kontrollera begränsningarna av programmen avsedd för tredimensionella beräkningar. Riktigheten av resultaten visade att giltigheten av programmen beror på formen av flygplanernas vingar, samt de simulationernas parametrar: Mach nummer och Reynolds nummer. Formen på vingen orsakade några av de metoderna att ha stora svårigheter med konvergensen till giltiga resultat, eller ökat simulering tid över acceptabla gränser.

Accurately modeling aerodynamic forces and moments are crucial for understanding thebehavior of an aircraft when performing various maneuvers at different flight conditions.However, this task is challenging due to complex nonlinear dependencies on manydifferent parameters. Currently, Computational Fluid Dynamics (CFD), wind tunnel,and flight tests are the most common methods used to gather information about thecoefficients, which are both costly and time–consuming. Consequently, great efforts aremade to find alternative methods such as machine learning. This thesis focus on finding machine learning models that can model the static and thedynamic aerodynamics coefficients for lift, drag, and pitching moment. Seven machinelearning models for static estimation were trained on data from CFD simulations.The main focus was on dynamic aerodynamics since these are more difficult toestimate. Here two machine learning models were implemented, Long Short–TermMemory (LSTM) and Gaussian Process Regression (GPR), as well as the ordinaryleast squares. These models were trained on data generated from simulated flighttrajectories of longitudinal movements. The results of the study showed that it was possible to model the static coefficients withlimited data and still get high accuracy. There was no machine learning model thatperformed best for all three coefficients or with respect to the size of the training data.The Support vector regression was the best for the drag coefficients, while there wasno clear best model for the lift and moment. For the dynamic coefficients, the ordinaryleast squares performed better than expected and even better than LSTM and GPR forsome flight trajectories. The Gaussian process regression produced better results whenestimating a known trajectory, while the LSTM was better when predicting values ofa flight trajectory not used to train the models. / Att noggrant modellera aerodynamiska krafter och moment är avgörande för att förståett flygplans beteende när man utför olika manövrar vid olika flygförhållanden. Dennauppgift är dock utmanande på grund av ett komplext olinjärt beroende av många olikaparametrar. I nuläget är beräkningsströmningsdynamik (CFD), vindtunneltestningoch flygtestning de vanligaste metoderna för att kunna modellera de aerodynamiskakoefficienterna, men de är både kostsamma och tidskrävande. Följaktligen görs storaansträngningar för att hitta alternativa metoder, till exempel maskininlärning. Detta examensarbete fokuserar på att hitta maskininlärningmodeller som kanmodellera de statiska och de dynamiska aerodynamiska koefficienterna för lyftkraft,luftmotstånd och stigningsmoment. Sju olika maskininlärningsmodeller för destatiska koefficienterna tränades på data från CFD–simuleringar. Huvudfokus lågpå den dynamiska koefficienterna, eftersom dessa är svårare att modellera. Härimplementerades två maskininlärningsmodeller, Long Short–Term Memory (LSTM)och Gaussian Process Regression (GPR), samt minstakvadratmetoden. Dessa modellertränades på data skapad från flygbanesimuleringar av longitudinella rörelser. Resultaten av studien visade att det är möjligt att modellera de statiskakoefficienterna med begränsad data och ändå få en hög noggrannhet. Ingen avde testade maskininslärningsmodelerna var tydligt bäst för alla koefficienterna ellermed hänsyn till mängden träningsdata. Support vector regression var bäst förluftmotstånds koefficienterna, men vilken modell som var bäst för lyftkraften ochstigningsmomentet var inte lika tydligt. För de dynamiska koefficienterna presterademinstakvadratmetoden bättre än förväntat och för vissa signaler även bättre än LSTMoch GPR. GPR gav bättre resultat när man uppskattade koefficienterna för enflygbanan man tränat modellen på, medan LSTM var bättre på att förutspå värdenaför en flybana man inte hade tränat modellen på.