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Das Adjungiertenverfahren in der aerodynamischen Formoptimierung

Gauger, N. (2003) Das Adjungiertenverfahren in der aerodynamischen Formoptimierung. Dissertation. DLR-Forschungsbericht. 2003-05, 102 S.

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Abstract

Die sogenannten Adjungiertenverfahren zur deterministischen gradientenbasierten aerodynamischen Formoptimierung ermöglichen eine effiziente Bestimmung der Ableitungen der Zielfunktion der Optimierungsaufgabe nach den Entwurfsvariablen. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Finite-Differenzen-Verfahren ist das Adjungiertenverfahren unabhängig von der Anzahl der Entwurfsvariablen hinsichtlich des numerischen Aufwandes. Es wird beim Adjungiertenverfahren nur eine Strömungs- und eine adjungierte Strömungsberechnung benötigt, was eine drastische Reduzierung an numerisch aufwendigen Strömungsberechnungen für eine hohe Anzahl an Entwurfsvariablen mit sich bringt. Zunächst werden anhand der diskreten Adjungierten für lineare Gleichungen das Adjungiertenverfahren eingeführt, erklärt und seine Vorteile erläutert. Als eine natürliche Erweiterung wird sodann das kontinuierliche Adjungiertenverfahren vorgestellt und ein Verfahren zur Konstruktion adjungierter Randoperatoren erarbeitet. Überlegungen zur Wohlgestelltheit adjungierter Problemformulierungen werden vorgenommen. Der Einsatz des Adjungiertenverfahrens in der aerodynamischen Formoptimierung wird im Detail für die Euler-Gleichungen als Kontrollgleichungen erklärt, sowie die Eigenschaften der adjungierten Euler-Gleichungen untersucht. Die Zielgrößen sind hierbei der Widerstand, der Auftrieb sowie das Nickmoment. Neben der bekannten Volumenformulierung der Gradienten der Zielgrößen wird eine neue, praktikablere Oberflächenformulierung hergeleitet und numerisch erprobt. Die Implementierung eines adjungierten Euler-Lösers in den RANS-Löser FLOWer wird erklärt und dessen Validierung und Einsatz in der aerodynamischen Formoptimierung dargelegt.

Document Type:Monograph (DLR-Forschungsbericht, Dissertation)
Additional Information: LIDO-Berichtsjahr=2004,
Title:Das Adjungiertenverfahren in der aerodynamischen Formoptimierung
Authors:
AuthorsInstitution or Email of Authors
Gauger, N.UNSPECIFIED
Date:2003
Number of Pages:102
Status:Published
Keywords:Aerodynamische Formoptimierung, deterministisches Verfahren, kontinuierliches Adjungiertenverfahren, adjungierte Euler-Gleichungen
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport (old)
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:other
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L ST - Starrflüglertechnologien
DLR - Research theme (Project):L - Concepts & Integration
Location: Köln-Porz , Braunschweig , Göttingen
Institutes and Institutions:Institute of Aerodynamics and Flow Technology
Deposited By: Claudia Grant
Deposited On:31 Jan 2006
Last Modified:14 Jan 2010 19:38

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