Παραμετροποίηση μορφών και ποσαρμοστική παραμόρφωση 3Δ υπολογιστικών πλεγμάτων με χρήση αρμονικών συντεταγμένων. Εφαρμογή στην αεροδυναμική βελτιστοποίηση

Ζέρβας, Χρήστος; Zervas, Christos

dc.contributor.author	Ζέρβας, Χρήστος	el
dc.contributor.author	Zervas, Christos	en
dc.date.accessioned	2018-10-23T11:26:33Z
dc.date.available	2018-10-23T11:26:33Z
dc.date.issued	2018-10-23
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47835
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15817
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Πλέγμα	el
dc.subject	Αρμονικές συντεταγμένες	el
dc.subject	Παραμετροποίηση	el
dc.subject	Υπολογιστική ρευστοδυναμική	el
dc.subject	Βελτιστοποίηση	el
dc.subject	Grid	en
dc.subject	Harmonic coordinates	en
dc.subject	Parameterization	en
dc.subject	Optimization	en
dc.subject	Computational fluid dynamics	en
dc.title	Παραμετροποίηση μορφών και ποσαρμοστική παραμόρφωση 3Δ υπολογιστικών πλεγμάτων με χρήση αρμονικών συντεταγμένων. Εφαρμογή στην αεροδυναμική βελτιστοποίηση	el
dc.title	Shape parameterization and adaptive deformation of 3D computational grids using harmonic coordinates. Applications in aerodynamic optimization	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υπολογιστική ρευστομηχανική	el
heal.classification	Αεροδυναμική βελτιστοποίηση	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-07-16
heal.abstract	Σε προβλήματα βελτιστοποίησης μορφής απαιτείται συνεχής επαναπλεγματοποίηση των διαρκώς μεταβαλλόμενων χωρίων υπολογισμού, η οποία είναι πολύ χρονοβόρα. Στο πλαίσιο αυτό, η διπλωματική εργασία προτείνει μια μέθοδο παραμετροποίησης και προ- σαρμογής υπολογιστικών πλεγμάτων, για χρήση στη βελτιστοποίηση μορφής, με στόχο τη μείωση του υπολογιστικού κόστους. Συγκεκριμένα, προτείνει τη δημιουργία κατάλ- ληλου πλέγματος ελέγχου για την παραμετροποίηση των κόμβων του επιφανειακού και 3Δ υπολογιστικού πλέγματος. Η παραμετροποίηση αυτή γίνεται με τη χρήση των αρμονικών συντεταγμένων, που προκύπτουν ως λύσεις των εξισώσεων Laplace με κατάλληλες οριακές συνθήκες. Αρχικά κατασκευάζεται το αρμονικό χωρίο και το σχετικό (αραιό) πλέγμα, στο οποίο επιλύονται οι εξισώσεις Laplace και υπολογίζονται τα πεδία των αρμονικών συντεταγμένων. Στη συνέχεια, υπολογίζονται οι αρμονικές συντεταγμένες των κόμβων του υπολογιστικού (CFD) πλέγματος μέσω παρεμβολής. Αποτέλεσμα της παραμετροποίησης αυτής είναι η ταυτόχρονη και άμεση δυνατότητα μετατόπισης όλων των κόμβων του υπολογιστικού πλέγματος. Για λόγους επιβολής συνέχειας, δημιουργείται ένα σύστημα δύο αρμονικών χωρίων που ελέγχει τη γεωμε- τρία και το πλέγμα. Στη διπλωματική αυτή εργασία προγραμματίσθηκε λογισμικό για την υλοποίηση της παραπάνω διαδικασίας, επεκτείνοντας σε 3Δ παλαιότερη εργασία για 2Δ εφαρμογές. Το λογισμικό αυτό χρησιμοποιήθηκε για βελτιστοποίηση στην εξωτε- ρική και εσωτερική 3Δ αεροδυναμική, με τη χρήση εξελικτικών αλγορίθμων (EA) αλλά και της συζυγούς μεθόδου (adjoint), για την οποία προγραμματίστηκε ό,τι χρειαζόταν για τον υπολογισμό των παραγώγων ευαισθησίας με τον κανόνα της αλυσίδας.	el
heal.abstract	In aerodynamic shape optimization, the procedure of regenerating the grid within the continuously changing domain is time consuming. This diploma thesis proposes a parameterization technique and the simultaneous adaptive deformation of 3D co- mputational grids. It proposes the generation of an appropriate control grid for the parametrization of both the nodes of the surface of the geometry and the internal nodes of the 3D computational grid. This parameterization uses the harmonic coor- dinates resulting from the numerical solution of Laplace equations with appropriate boundary conditions. Firstly, the harmonic grid is generated, in which Laplace e- quations are solved and the ﬁelds of harmonic coordinates are computed. Then, the harmonic coordinates at the nodes of the computational grid are interpolated. The result of this parameterization is the simultaneous and direct displacement of all nodes of the computational grid. Furthermore, to ensure continuity, a system of two harmonic grids is generated, which controls the shape geometry and the CFD grid. During this diploma thesis, software for the implementation of this procedure was programmed, extending previous work for 2D applications to 3D ones. This software was used to solve 3D aerodynamic shape optimization problems, using evolutionary algorithms and the adjoint method. Regarding the latter, software was programmed to compute the sensitivity derivatives using the chain rule.	en
heal.advisorName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος	el
heal.committeeMemberName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος	el
heal.committeeMemberName	Μαθιουδάκης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Αρετάκης, Νικόλαος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών. Μονάδα Παράλληλης Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής & Βελτιστοποίησης	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	89 σ.
heal.fullTextAvailability	true