STG-Sprechtag "Einsatz moderner Rechenverfahren zur
Strömungssimulation an maritimen Strukturen"

Parameterfreie Optimierung und Geometriemodellierung

Thomas Rung, Technische Universität Hamburg-Harburg

Der Beitrag adressiert die Vorteile konsistenter kernbasierter Filterfunktionen zur Bestimmung von Zielfunktionsgradienten aus diskreten Zielfunktionsableitungen, welche im Rahmen von CAD-freier Formoptimierung auf der Grundlagen adjungierter RANS-Analysen (ARANS) gewonnen werden. Mit der Methode lassen sich Formoptimierungen von Schiffsrümpfen ohne Einschränkung auf die Tauglichkeit der Formparametrik einer Ausgangskonfiguration für die Beschreibung der Optimalkonfiguration durchführen. Ferner ist kein Wechsel zwischen CFD- und CAD-Tool während der Optimierung notwendig, da die Methode eine präzise Netz-Morphing-Vorschrift sowie eine expliziten, dynamische Lagrange-Parametrisierung der Oberflächen liefert. Die Prozedur unterstützt irreguläre, unstrukturierte und lokal-verfeinerte Oberflächen- und Volumengitter ohne die Sensitivitäten zu modifizieren. In der Praxis sind dadurch (erstmals) nicht nur drastische Änderungen der Ausgangsgeometrie ohne Qualitäts- oder Stabilitätseinbußen im Rahmen der Optimierung möglich, sondern auch um etwa 2 Größenordnungen schnellere Optimierungszyklen. Im Vortrag werden Rumpfoptimierungen gezeigt, bei denen typischerweise 150 Formen mit (A)RANS untersucht werden, die in etwa einem Tag durchführbar sind