Control óptimo de la ecuación de calor mediante la combinación de códigos FVM y FEM
Autores: Baldini, Samuele; Barbi, Giacomo; Cervone, Antonio; Giangolini, Federico; Manservisi, Sandro; Sirotti, Lucia
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control óptimo de la ecuación de calor mediante la combinación de códigos FVM y FEM
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Teoría del control óptimo
Problema de optimización de temperatura
Elemento finito
Volumen finito
Código OpenFOAM
Formulación variacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, la teoría del control óptimo se aplica a un problema de optimización de temperatura acoplando códigos de elementos finitos y volúmenes finitos. El sistema de optimalidad se divide en el sistema de estado y adjunto. El problema directo se resuelve mediante el ampliamente adoptado código de volúmenes finitos OpenFOAM y la ecuación adjunta-control utilizando una formulación variacional del problema con el código de elementos finitos FEMuS desarrollado internamente. La formulación variacional del problema es el marco natural para capturar con precisión la corrección de control mientras que OpenFOAM garantiza la precisión de la solución del estado. Este acoplamiento se facilita a través de las bibliotecas de código abierto MED y MEDCoupling de la plataforma SALOME. El acoplamiento de códigos se implementa con las bibliotecas MED y rutinas adicionales agregadas en los códigos FEMuS y OpenFOAM. Demostramos la precisión, robustez y rendimiento del enfoque propuesto con ejemplos que apuntan a diferentes objetivos utilizando controles distribuidos y de frontera en cada caso.
Descripción
En este artículo, la teoría del control óptimo se aplica a un problema de optimización de temperatura acoplando códigos de elementos finitos y volúmenes finitos. El sistema de optimalidad se divide en el sistema de estado y adjunto. El problema directo se resuelve mediante el ampliamente adoptado código de volúmenes finitos OpenFOAM y la ecuación adjunta-control utilizando una formulación variacional del problema con el código de elementos finitos FEMuS desarrollado internamente. La formulación variacional del problema es el marco natural para capturar con precisión la corrección de control mientras que OpenFOAM garantiza la precisión de la solución del estado. Este acoplamiento se facilita a través de las bibliotecas de código abierto MED y MEDCoupling de la plataforma SALOME. El acoplamiento de códigos se implementa con las bibliotecas MED y rutinas adicionales agregadas en los códigos FEMuS y OpenFOAM. Demostramos la precisión, robustez y rendimiento del enfoque propuesto con ejemplos que apuntan a diferentes objetivos utilizando controles distribuidos y de frontera en cada caso.