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Accelerating CFD solver computation time with reduced-order modeling in a multigrid environment

Karcher, Niklas und Wallraff, Marcel (2020) Accelerating CFD solver computation time with reduced-order modeling in a multigrid environment. International Journal for Numerical Methods in Fluids, Seiten 1-19. Wiley. doi: 10.1002/fld.4892. ISSN 0271-2091.

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Offizielle URL: https://doi.org/10.1002/fld.4892

Kurzfassung

Reduced-order models (ROMs) are more and more considered for use in aerodynamic applications. Benefits of these methods can be expected for optimization problems or predicting aerodynamic loads for the entire flight envelope. For these applications it is often possible to perform computations for various parameter combinations before any ROM evaluations are needed. The order reduction of the CFD solutions in this article is done using proper orthogonal decomposition. Coupled with an interpolation method predictions for unknown parameter combinations can be made. The CFD solutions are computed using a discontinuous Galerkin finite element method combined with a nonlinear multigrid scheme. The nonlinear multigrid solver algorithms depend on a good initial guess of the flow field to be computed. Typically, the initial guess on a fine mesh is obtained by solving the problem on a agglomerated mesh. Alternatively, an initial guess could be obtained from a ROM prediction, if available. The main objective is to identify the benefits of using a ROM in a higher-order multigrid environment. Integral as well as distributed surface quantities of the ROM predictions originating from several multigrid levels will be compared with fully converged flow solutions on the top level of the multigrid algorithm. Furthermore, initializing the flow solver with predictions from several multigrid levels will be analyzed in comparison to full multigrid computations as well as to a scenario where already converged solutions for similar parameter combinations are used as initial flow solutions on the top multigrid Level.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135937/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Accelerating CFD solver computation time with reduced-order modeling in a multigrid environment
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Karcher, Niklasniklas.karcher (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6328-642XNICHT SPEZIFIZIERT
Wallraff, MarcelMarcel.Wallraff (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 Juli 2020
Erschienen in:International Journal for Numerical Methods in Fluids
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1002/fld.4892
Seitenbereich:Seiten 1-19
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTWileyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Wiley
ISSN:0271-2091
Status:veröffentlicht
Stichwörter:aerodynamics, discontinuous Galerkin, multigrid, proper orthogonal decomposition, reduced‐order modeling
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Simulation und Validierung (alt)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > CASE, BS
Hinterlegt von: Görtz, Stefan
Hinterlegt am:08 Sep 2020 07:38
Letzte Änderung:23 Okt 2023 12:22

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