Enfoques de Transformación de Forma para la Optimización Dinámica de Fluidos
Autores: Müller, Peter Marvin; Bletsos, Georgios; Rung, Thomas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Enfoques de Transformación de Forma para la Optimización Dinámica de Fluidos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Forma
Optimización
Métodos
Malla
Actualización
Estrategias
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
La contribución se dedica a estrategias combinadas de actualización de forma y malla para métodos de optimización de forma sin parámetros (sin CAD). Se emplean tres estrategias diferentes para traducir las sensibilidades de forma calculadas por procedimientos de optimización de forma adjunta en actualizaciones simultáneas tanto de la forma como del dominio discretizado, en combinación con una estrategia de morfología de malla. Los métodos considerados implican un enfoque lineal de Steklov-Poincaré (espacio de Hilbert), un método altamente no lineal recientemente sugerido de -Laplace (espacio de Banach) y una variante híbrida que actualiza la forma en el espacio de Hilbert. Los métodos se analizan para optimizar la pérdida de potencia de un flujo de ducto doblado bidimensional utilizando una malla no estructurada, refinada localmente, que inicialmente muestra propiedades de malla favorables. Los resultados de optimización se comparan con respecto a la convergencia de la optimización, el esfuerzo computacional y la preservación de la calidad de la malla durante la secuencia de optimización. Los resultados indican que todos los métodos alcanzan, aproximadamente, la misma solución óptima convergente, que reduce la función objetivo en aproximadamente un 18% para este ejemplo clásico de referencia. Sin embargo, en lo que respecta a la preservación de la calidad de la malla, los métodos más avanzados del espacio de Banach son ventajosos en comparación con los métodos del espacio de Hilbert, incluso cuando la actualización de la forma se realiza en el espacio de Hilbert para ahorrar costos. En específico, mientras que el costo computacional del método del espacio de Banach y el método híbrido es aproximadamente 3.5 y 2.5 veces el costo del método puro del espacio de Hilbert, respectivamente, las métricas de calidad de la malla mejoran 2 veces y 1.7 veces para el método del espacio de Banach y el método híbrido, respectivamente.
Descripción
La contribución se dedica a estrategias combinadas de actualización de forma y malla para métodos de optimización de forma sin parámetros (sin CAD). Se emplean tres estrategias diferentes para traducir las sensibilidades de forma calculadas por procedimientos de optimización de forma adjunta en actualizaciones simultáneas tanto de la forma como del dominio discretizado, en combinación con una estrategia de morfología de malla. Los métodos considerados implican un enfoque lineal de Steklov-Poincaré (espacio de Hilbert), un método altamente no lineal recientemente sugerido de -Laplace (espacio de Banach) y una variante híbrida que actualiza la forma en el espacio de Hilbert. Los métodos se analizan para optimizar la pérdida de potencia de un flujo de ducto doblado bidimensional utilizando una malla no estructurada, refinada localmente, que inicialmente muestra propiedades de malla favorables. Los resultados de optimización se comparan con respecto a la convergencia de la optimización, el esfuerzo computacional y la preservación de la calidad de la malla durante la secuencia de optimización. Los resultados indican que todos los métodos alcanzan, aproximadamente, la misma solución óptima convergente, que reduce la función objetivo en aproximadamente un 18% para este ejemplo clásico de referencia. Sin embargo, en lo que respecta a la preservación de la calidad de la malla, los métodos más avanzados del espacio de Banach son ventajosos en comparación con los métodos del espacio de Hilbert, incluso cuando la actualización de la forma se realiza en el espacio de Hilbert para ahorrar costos. En específico, mientras que el costo computacional del método del espacio de Banach y el método híbrido es aproximadamente 3.5 y 2.5 veces el costo del método puro del espacio de Hilbert, respectivamente, las métricas de calidad de la malla mejoran 2 veces y 1.7 veces para el método del espacio de Banach y el método híbrido, respectivamente.