ÍslenskaenEnglish

Aðilar að Skemmunni

Leit eftir:


LokaverkefniHáskólinn í Reykjavík>Tækni- og verkfræðideild>MSc verkefni>

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/12684

Titlar
  • en

    Aerodynamic Optimization by Variable-Resolution Modeling and Space Mapping

  • Loftalffræðileg bestun með reiknilegum straumfræðilíkönum og rýmisvörpun

Útgáfa
Maí 2012
Útdrættir
  • en

    Computational fluid dynamics (CFD) simulations are an important part of modern design. High-fidelity CFD simulations are accurate and reliable, but yet computationally expensive. The main objective of this work is to develop a computationally, efficient and robust methodology for aerodynamic shape optimization. We use surrogate-based optimization (SBO) in which direct optimization is replaced by iterative updating and re-optimization of a computationally cheap surrogate. The surrogate is constructed using a low-fidelity model based on the same governing fluid flow equations as the high-fidelity model, but with a coarser discretization and relaxed convergence criteria. The low-fidelity model is then corrected using spaces mapping methodology where it becomes a reliable representation of the high-fidelity model. The corrected model is then used to find an approximate optimum design of the high-fidelity model. Due to noise in the low-fidelity model we introduce polynomial approximation models based on sampled low-fidelity model data. To our knowledge this is one of the first applications of space mapping using such methods in aerodynamic shape optimization. This methodology is applied to two cases; (1) A constrained low-speed high-lift airfoil drag minimization in two-dimensional viscous flow. Here the algorithm requires less than 31 high-fidelity model evaluations compared to 180 high-fidelity model evaluations using direct optimization, and (2) a constrained transonic wing, lift maximization case in three-dimensional viscous flow. Optimized designs are obtained with less than 10 high-fidelity function evaluations.

  • Tölulegar straumfræðihermanir eru mikilvægar þegar kemur að verkfræðilegri hönnun. Hágæða straumfræðilíkön eru nákvæm og áreiðanleg en einnig reikniþung. Höfuðmarkmið þessa verkefnis er að þróa reiknifræðilega hraðvirka og skilvirka bestunaraðferð fyrir loftaflfræðilega bestun. Aðferðin sem er lögð til í þessu verkefni byggir á bestunaraðferð þar sem notuð eru leiðrétt lággæða straumfræðilíkön í staðinn fyrir hágæðalíkön. Lággæða líkönin eru byggð á sömu straumfræðijöfnum og hágæðalíkönin en með mun grófara reiknineti og slakari samleitni skilyrðum. Lággæðalíkanið er síðan leiðrétt með rýmisvörpun (space mapping) og það notað sem nálgun við hágæðalíkanið. Leiðrétta lággæðalíkanið er því næst notað til að finna bestu lausn. Lággæðalíkönin innihalda mikið tölulegt suð og er því búið til margliðu nálgunarlíkan úr gögnum frá lággæðalíkönum. Aðferðarfræðin kynnt hér hefur ekki verið notuð áður í hönnun á loftaflfræðilegum yfirborðum. Sýnt er fram á hraðvirkni og áreiðanleika aðferðarinnar með tvenns konar hönnunardæmum; (1) Fyrra dæmið er vængprófíll í lághraða tvíviðu seigu flæði þar sem markmiðið er að hámarka lyftikraft. Aðferðin sem kynnt er hér þarf eingöngu 31 ítrun með hágæðalíkaninu borið saman við 180 ef bestunin er framkvæmd eingöngu með hágæðalíkaninu, (2) Seinna dæmið er þrívíður vængur í seigu flæði nálægt hljóðhraða. Aðferðin sem kynnt er hér þarf eingöngu 10 ítranir með hágæðalíkaninu til að finna bestu lausn.

Birting
1.8.2012


Skrár
NafnRaðanlegtStærðRaðanlegtAðgangurRaðanlegtLýsingHækkandiSkráartegund
Jonsson_2012.pdf4,43MBOpinn Heildartexti PDF Skoða/Opna