Optimierung auf der Basis eines Adjungierten-Verfahrens: Implementierung, Validierung und erste Ergebnisse mit dem FLOWer-Verfahren

Abstract

Die sogenannten Adjungierten-Verfahren zur deterministischen gradientenbasierten aerodynamischen Optimierung ermöglichen eine effiziente Bestimmung der Ableitungen der Zielfunktion nach den Entwurfsvariablen. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Finite-Differenzen-Verfahren sind sie unabhängig von der Anzahl der Entwurfsvariablen. Es werden in jedem Falle nur eine Strömungs- und eine adjungierte Strömungsberechnung benötigt, was eine drastische Reduzierung an numerisch aufwendigen Strömungsnachrechnungen für eine hohe Anzahl an Entwurfsvariablen mit sich bringt. Es wird die Implementierung des Adjungierten-Lösers in FLOWer vorgestellt, die auf den Erfahrungen mit dem Jameson-Code flo87s basiert. Anhand der Optimierungsaufgabe der Widerstandsreduktion bei konstanten Auftrieb für das RAE2822-Profil, wird ausführlich auf die Validierung des adjungierten FLOWer-Verfahrens eingegangen sowie erste Optimierungsergebnisse gezeigt.