Optimiser efficacement la conception aérodynamique
Le fait d'intégrer au processus de CAO une optimisation par calculs de dynamique des fluides permettra de manipuler aisément des formes optimisées, et de les analyser plus avant. Le programme de CAO pourrait même servir pour contrôler la fabrication. Pour cela, les scientifiques du projet ABOUTFLOW(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (Adjoint-based optimisation of industrial and unsteady flows), financé par l'UE, comptent développer des interfaces. L'optimisation par paliers exploite le gradient d'une fonction en un point donné pour déterminer dans quelle direction (mathématiquement parlant) chercher de meilleures solutions. Les méthodes adjointes pour calculer le gradient sont devenues les plus utilisées pour la conception de formes aérodynamiques. Ces techniques d'optimisation sont souvent plus efficaces que d'autres car elles sont moins gourmandes en calculs. Les scientifiques du projet ABOUTFLOW intègrent les approches actuelles de conception de formes et de topologies, avec l'optimisation par paliers, pour éliminer le recours à un expert afin d'interpréter les concepts optimisés. Ils envoient directement la conception optimale dans un programme de CAO, afin de l'analyser. Point tout aussi important, l'équipe améliore l'efficacité des calculs adjoints pour un faible niveau d'instabilité de l'écoulement ou pour des écoulements instables, ce qui fréquent à proximité des surfaces des turbo-machines, des automobiles et des éoliennes. Les méthodes classiques pour gérer l'instabilité consistent à stocker et recalculer la solution de l'écoulement à des intervalles antérieurs, augmentant notablement la mémoire et le temps de calcul nécessaires. Sur le moyen terme, les chercheurs ont enregistré de nombreux progrès en termes de fiabilité, d'exactitude et d'efficacité des calculs adjoints. Ils ont implémenté sur une unité de traitement graphique le nouveau programme de calculs adjoints, constatant une amélioration importante des performances. Les chercheurs ont aussi notablement amélioré les capacités du calcul adjoint en cas d'instabilité, et l'ont intégré à des solveurs adjoints industriels. Ils les ont utilisés afin de trouver des solutions aérodynamiques pour des turbo-machines et des automobiles, et ont utilisé des données de soufflerie pour vérifier les solutions pour celles-ci. Enfin, les chercheurs posent les bases de l'intégration des gradients adjoints dans les processus de conception. Ils ont déjà réussi à améliorer l'exactitude de l'optimisation de la topologie, et à développer divers concepts de représentations, maillées ou non. Au cours des mois qui viennent, les chercheurs testeront les algorithmes sur des problèmes industriels réalistes, afin d'évaluer les meilleures approches. Ils intégreront ensuite l'approche la plus prometteuse dans les processus de conception, afin qu'elle soit évaluée par les partenaires industriels.
Mots‑clés
Optimisation, aérodynamique, conception industrielle, écoulements instables, optimisation adjointe
