Parametric effectiveness and its role in
aerodynamic shape optimization

Κλεάνθους, Κλεάνθης; Kleanthous, Kleanthis

dc.contributor.author	Κλεάνθους, Κλεάνθης	el
dc.contributor.author	Kleanthous, Kleanthis	en
dc.date.accessioned	2023-03-27T07:51:50Z
dc.date.available	2023-03-27T07:51:50Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57316
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25014
dc.rights	Default License
dc.subject	Παραμετρική αποδοτικότητα	el
dc.subject	Βελτιστοποίηση μορφής	el
dc.subject	Αεροδυναμική	el
dc.subject	Υπολογιστική ρευστοδυναμική	el
dc.subject	Παραμετροποίηση	el
dc.subject	Parametric effectiveness	en
dc.subject	Shape optimization	en
dc.subject	Aerodynamics	en
dc.subject	Computational fluid dynamics	en
dc.subject	Parameterization	en
dc.title	Parametric effectiveness and its role in aerodynamic shape optimization	en
dc.title	Η παραμετρική αποδοτικότητα και ο ρόλος της στην αεροδυναμική βελτιστοποίηση μορφής	el
dc.contributor.department	Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Αεροδυναμική βελτιστοποίηση μορφής	el
heal.classification	Βελτιστοποίηση	el
heal.classification	Αεροδυναμική	el
heal.classification	Υπολογιστική ρευστοδυναμική	el
heal.classification	Aerodynamic shape optimization	en
heal.classification	Optimization	en
heal.classification	Aerodynamics	en
heal.classification	Computational fluid dynamics	en
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-02-22
heal.abstract	Gradient-based optimization using CAD-based parameterizations is widely used in shape optimization in internal and external aerodynamics, where the CAD-models parameters are used as design variables. Parametric Effective ness is introduced as a quantity used to compare the CAD-based parameter ization’s optimization potential to the potential of an optimization in which all surface nodes are allowed to move and which corresponds to the maximum possible flexibility. The purpose of this diploma thesis is the formulation and development of the Parametric Effectiveness, the investigation of its behaviour when dif ferent parameterizations are used and its association with shape optimiza tion results. This is done by using three applications, an isolated airfoil, an S-bend duct and a 2D compressor cascade. Firstly, the Parametric Effec tiveness behaviour is investigated through parametric studies which involve different parameterizations and parameterization methods such as NURBS Bezier-Bernstein and volumetric B-splines. Furthermore, its association with the optimization results as well as its evolution during the optimization pro cedure are evaluated. The Individual Parametric Effectiveness of each de sign variable is also computed and involved in the design variable’s selec tion, the results of which are also examined through certain optimization runs. In this thesis, the gradient of any objective function is computed using the continuous adjoint method in OpenFOAM as developed by the Parallel CFD & Optimization Unit (PCOpt) of NTUA.	en
heal.abstract	Οι αιτιοκρατικές μέθοδοι βελτιστοποίησης, με τη χρήση μοντέλων CAD, οι παράμετροι των οποίων αποτελούν τις μεταβλητές σχεδιασμού, βρίσκουν μεγάλη εφαρμογή στα προβλήματα βελτιστοποίησης μορφής, τόσο στην εξωτερική όσο και στην εσωτερική αεροδυναμική. Για την υποστήριξη τους, εισάγεται η έν νοια της Παραμετρικής Αποτελεσματικότητας για την αξιολόγηση της δυναμικής των μοντέλων CAD στην βελτιστοποίηση, σε σύγκριση με αυτήν της ελεύ θερης μετακίνησης κόμβων, η οποία μπορεί να επιτύχει το καλύτερο δυνατό αποτελέσμα. Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η διατύπωση και ανάπτυξη της μεθό δου υπολογισμού της Παραμετρικής Αποτελεσματικότητας, η διερεύνηση της συμπεριφοράς της σε διάφορες παραμετροποιήσεις καθώς και η συσχέτιση της με τα αποτελέσματα της βελτιστοποίησης, μέσω τριών εφαρμογών: μίας μεμον ωμένης αεροτομής ενός αγωγού με διαμόρφωση τύπου S και μιας 2Δ πτερύγ ωσης συμπιεστή. Η συμπεριφορά της εξετάζεται αρχικά μέσω παραμετρικών μελετών με τη χρήση διαφορετικών παραμετροποιήσεων αλλά και μεθόδων παραμετροποίησης όπως, καμπύλες NURBS & Bezier-Bernstein, και volumetric B-splines. Επι πλέον, μελετάται η συσχέτιση των τιμών της με τα αποτελέσματα της βελτιστοποίησης βάσηει των συμπερασμάτων της προηγούμενης μελέτης. Ταυτόχρονα, υπολογίζε ται η Παραμετρική Αποτελεσματικότητα για κάθε μεταβλητή σχεδιασμού και διερευνάται η συνεισφορά της στην επιλογή των μεταβλητών σχεδιασμού, η οποία επικυρώνεται μέσω των αποτελεσμάτων της βελτιστοποίησης. Τέλος, για τη βελτιστοποίηση χρησιμοποιείται η συνεχής συζυγής μέθοδος όπως έχει αναπτυχθεί από την Μονάδα Παράλληλης Ρευστοδυναμικής και Βελτιστοποίσης (ΜΠΥΡ & Β) του ΕΜΠ.	el
heal.advisorName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος	el
heal.committeeMemberName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος	el
heal.committeeMemberName	Αρετάκης, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Μαθιουδάκης, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	120 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false