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A High-Fidelity Framework Approach Enabling High-order Implicit Time Stepping For MDAO

Roß, Florian und Büchner, Adam und Gottfried, Sebastian und Stück, Arthur (2024) A High-Fidelity Framework Approach Enabling High-order Implicit Time Stepping For MDAO. In: ECCOMAS Congress 2024 - 9th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering. 9th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering, 2024-06-03 - 2024-06-07, Lissabon, Portugal. doi: 10.23967/eccomas.2024.196. ISSN 2696-6999.

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445kB

Offizielle URL: https://www.scipedia.com/public/Ros_et_al_2024a

Kurzfassung

In order to allow high-order time integration of multidisciplinary scenarios via a framework-based approach, we developed RKOpenMDAO. It is an extension to the base-line version of the OpenMDAO framework - which is primarily designed for steady-state like MDAO applications - and enables multidisciplinary time integration via diagonally implicit Runge–Kutta (DIRK) schemes. To yield a robust framework approach capable of time-resolved high-fidelity MDAO, the approach offers strong, nested solution schemes to solve the coupled multidisciplinary systems that arise per time step/stage of the implicit time integration. The implementation is described for the OpenMDAO framework which is used in conjunction with FlowSimulator HPC environment. The verification and demonstration cases presented in the paper benefit from a seamless and modular integration of the CFD solver library CODA behind a unified component/plugin API, which provides access to methods for disciplinary block inversions, residual computations and the calculation of the corresponding derivatives by means of algorithmic differentiation. Numerical experiments are shown for Kaps' problem, a 2D NACA0012 airfoil coupled with a torsion spring, and the ONERA-M6 wing in fully-turbulent flow executed in an MPI-parallel way. We demonstrate that the design order of the high-order Runge–Kutta time integration can be retained for high-fidelity multiphysics problems.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/210060/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:A High-Fidelity Framework Approach Enabling High-order Implicit Time Stepping For MDAO
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Roß, Florianflorian.ross (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Büchner, AdamAdam.Buechner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0000-9719-2376173025781
Gottfried, SebastianSebastian.Gottfried (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stück, ArthurArthur.Stueck (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:29 Oktober 2024
Erschienen in:ECCOMAS Congress 2024 - 9th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.23967/eccomas.2024.196
ISSN:2696-6999
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Solution algorithms, MDAO frameworks, Diagonally implicit Runge-Kutta (DIRK), Unsteady multidisciplinary analysis and optimization
Veranstaltungstitel:9th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering
Veranstaltungsort:Lissabon, Portugal
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:3 Juni 2024
Veranstaltungsende:7 Juni 2024
Veranstalter :ECCOMAS
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - keine Zuordnung
Standort: Dresden
Institute & Einrichtungen:Institut für Softwaremethoden zur Produkt-Virtualisierung > Simulationsumgebungen
Hinterlegt von: Roß, Florian
Hinterlegt am:03 Dez 2024 19:22
Letzte Änderung:03 Dez 2024 19:22

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