Αεροδυναμική βελτιστοποίηση μορφής σώματος με άμεσο έλεγχο της θέσης των οριακών κόμβων

Γεωργάκης, Δημήτριος; Georgakis, Dimitrios

dc.contributor.author	Γεωργάκης, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Georgakis, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2022-02-10T08:43:02Z
dc.date.available	2022-02-10T08:43:02Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54639
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22337
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Αεροδυναμική	el
dc.subject	Συζυγής μέθοδος	el
dc.subject	Κομβική παραμετροποίηση	el
dc.subject	Ρευστοδυναμική	el
dc.subject	Βελτιστοποίηση μορφής	el
dc.subject	Shape optimization	en
dc.subject	Aerodynamics	en
dc.subject	Adjoint method	en
dc.subject	Node-based parameterization	en
dc.subject	Fluid dynamics	en
dc.title	Αεροδυναμική βελτιστοποίηση μορφής σώματος με άμεσο έλεγχο της θέσης των οριακών κόμβων	el
dc.title	Shape optimization on geometry defined by node-based parameterization	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ρευστοδυναμική	el
heal.classification	Fluid dynamics	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-10-14
heal.abstract	Η διπλωματική εργασία ασχολείται με τη βελτιστοποίηση μορφής, με εφαρμογή της συνεχούς συζυγούς μεθόδου, γεωμετρίας που ορίζεται με άμεσο έλεγχο της θέσης των κόμβων του υπολογιστικού πλέγματος. Έτσι, ο χώρος σχεδιασμού των υποψήφιων βέλτιστων λύσεων γίνεται ο μέγιστος δυνατός. Το αεροδυναμικό πρόβλημα που μελετάται είναι η μείωση των απωλειών ολικής πίεσης μεταξύ εισόδου και εξόδου αγωγών τριών διαφορετικών διαμορφώσεων που διαρρέονται από στρωτή και μόνιμη ροή ασυμπίεστου ρευστού. Η επίλυση των προβλημάτων αεροδυναμικής και βελτιστοποίησης έγινε στο περιβάλλον του Openfoam, χρησιμοποιώντας τις επεκτάσεις του που έχουν προγραμματιστεί από τη Μονάδα Παράλληλης Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής & Βελτιστοποίησης (ΜΠΥΡ&Β) του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου (ΕΜΠ). Με τη συγκεκριμένη μέθοδο, είναι αναγκαία η χρησιμοποίηση κάποιας τεχνικής εξομάλυνσης, προκειμένου να είναι αποδοτική η βελτιστοποίηση. Στη διπλωματική εργασία, χρησιμοποιήθηκαν δύο τεχνικές εξομάλυνσης που εφαρμόστηκαν διαδοχικά στις μεταβλητές σχεδιασμού της βελτιστοποίησης και μελετήθηκε η επίδρασή τους στη βελτιστοποίηση. Επίσης, μελετήθηκε η επίδραση στη βελτιστοποίηση της σειράς με την οποία εφαρμόζονται οι τεχνικές εξομάλυνσης στις μεταβλητές σχεδιασμού, με επέκταση του κώδικα που έχει αναπτυχθεί από την ΜΠΥΡ&Β σε περιβάλλον OpenFOAM. Επιπροσθέτως, τροποποιήθηκε περαιτέρω ο παραπάνω κώδικας ώστε η μεταβλητή εξομάλυνση της μίας τεχνικής να υπολογίζεται τοπικά, δηλαδή σε κάθε κόμβο της επιφάνειας της μεταβαλλόμενης γεωμετρίας, αντί να διατηρείται σταθερή, και μελετήθηκαν τα αποτελέσματα που προέκυψαν. Τέλος, τα αποτελέσματα της βελτιστοποίησης με τον άμεσο έλεγχο της θέσης των οριακών κόμβων του σώματος συγκρίθηκαν με τα αποτελέσματα της βελτιστοποίησης με χρήση της Non-Uniform Rational B-Spline (NURBS) παραμετροποίησης.	el
heal.abstract	This diploma thesis is concerned with aerodynamic shape optimization that relies upon node-based parameterization, by applying the continuous adjoint method. Using this parameterization method, the design space becomes the maximum possible. The optimization problem being studied is the minimization of the total pressure losses between the inlet and outlet of ducts of three different shapes in which a laminar and steady-state flow of an incompressible fluid takes place. The flow analysis and optimization problems are solved in the OpenFOAM environment, using tools programmed by the Parallel CFD & Optimization Unit (PCopt) of the National Technical University of Athens (NTUA). With this particular parameterization method, it is necessary to use a smoothing technique to smooth out the design variables of the optimization. In this diploma thesis, two sequentially applied smoothing techniques are used. In this thesis, the effect of the two smoothing techniques on the optimization is studied. The effect of the order in which the smoothing techniques are applied to the design variables is studied, too. In order to do so, the pre-existing code in the OpenFOAM environment developed by the PCOpt/NTUA was extended. In addition, the aforementioned code was further modified so that the smoothing variable of one of the two techniques is calculated locally at each node of the surface of the variable geometry instead of being considered constant. The results of the above change are presented in detail. Finally, to evaluate the optimization results obtained by the node-based parameterization method, the Non-Uniform Rational B-Spline (NURBS) parameterization method was also used.	en
heal.advisorName	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	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	109 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false