伴随方法是一种专门的数学工具,提供流体系统在特定边界条件下性能的详细敏感性数据。伴随求解器可用于计算一个工程量对所有输入的导数,包括流动几何,因此可以用于指导计算域内任意几何特征的智能设计修改,实现形状优化。
ANSYS Fluent的伴随求解器,提供了一个基于梯度的优化器,可以自动创建一系列的设计迭代,用于形状优化和湍流模型优化。对于形状优化,网格会自动变形到最优形状,以满足多个工作条件下的多个目标。
图1 梯度优化器工作流程
伴随方法理论简介1、数学背景
Fluent求解常规流场,具有一定的输入量,所有输入变量的集合用c(可以看做多维向量)表示,这些输入量可以是网格、材料属性、边界条件、源项等。流场解如速度和压力作为输出,用q表示,通常我们会评估一个或多个感兴趣的标量,称为可观察量图片,NS方程的残差图片。要知道每个输入变量对观察量的影响,用伴随解以敏感性场的形式给出相应信息,即图片。