Funciones de Base Radial como Suplentes para la Cuantificación de Incertidumbre y Optimización de Forma Aerodinámica bajo Incertidumbres
Autores: Asouti, Varvara; Kontou, Marina; Giannakoglou, Kyriakos
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Funciones de Base Radial como Suplentes para la Cuantificación de Incertidumbre y Optimización de Forma Aerodinámica bajo Incertidumbres
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Función de base radial
Incertidumbres
Optimización de forma CFD
Sustitutos
UQ
Monte Carlo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento investiga la adecuación de los modelos basados en funciones de base radial (RBF) como sustitutos en la cuantificación de incertidumbres (UQ) y la optimización de formas en CFD; para esto, se consideran problemas con y sin incertidumbres. En UQ, se utilizan para apoyar el método de Monte Carlo, así como los métodos no intrusivos de cuadratura de Gauss y expansión de caos polinómico basada en regresión. Se aplican al flujo alrededor de un perfil aerodinámico aislado y una ala para cuantificar las incertidumbres asociadas con las constantes del modelo de transición -Ret y la rugosidad de la superficie (en el caso 3D); se demuestra que el uso de los sustitutos basados en RBF conduce a una reducción de hasta el 50% en el costo computacional, en comparación con el mismo método de UQ que utiliza cálculos de CFD. En la optimización de formas bajo incertidumbres, resuelta por métodos de búsqueda estocástica, se utilizan sustitutos basados en RBF para calcular momentos estadísticos de la función objetivo. En aplicaciones con incertidumbres geométricas que se modelan a través de la técnica de Karhunen-Loève, el uso de un sustituto basado en RBF reduce el tiempo de respuesta de un algoritmo evolutivo en órdenes de magnitud. En este tipo de aplicaciones, las redes RBF también se utilizan para realizar desplazamientos de malla para las geometrías perturbadas.
Descripción
Este documento investiga la adecuación de los modelos basados en funciones de base radial (RBF) como sustitutos en la cuantificación de incertidumbres (UQ) y la optimización de formas en CFD; para esto, se consideran problemas con y sin incertidumbres. En UQ, se utilizan para apoyar el método de Monte Carlo, así como los métodos no intrusivos de cuadratura de Gauss y expansión de caos polinómico basada en regresión. Se aplican al flujo alrededor de un perfil aerodinámico aislado y una ala para cuantificar las incertidumbres asociadas con las constantes del modelo de transición -Ret y la rugosidad de la superficie (en el caso 3D); se demuestra que el uso de los sustitutos basados en RBF conduce a una reducción de hasta el 50% en el costo computacional, en comparación con el mismo método de UQ que utiliza cálculos de CFD. En la optimización de formas bajo incertidumbres, resuelta por métodos de búsqueda estocástica, se utilizan sustitutos basados en RBF para calcular momentos estadísticos de la función objetivo. En aplicaciones con incertidumbres geométricas que se modelan a través de la técnica de Karhunen-Loève, el uso de un sustituto basado en RBF reduce el tiempo de respuesta de un algoritmo evolutivo en órdenes de magnitud. En este tipo de aplicaciones, las redes RBF también se utilizan para realizar desplazamientos de malla para las geometrías perturbadas.