JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知
63996000.pdf1.06 MB
Other TitleAerodynamic shape design using gradient-based optimization with adjoint sensitivity analysis
Author(jpn)Lei, Zhong; 牧野 好和; 岩宮 敏幸
Author(eng)Lei, Zhong; Makino, Yoshikazu; Iwamiya, Toshiyuki
Author Affiliation(jpn)宇宙航空研究開発機構 航空プログラムグループ 超音速機チーム; 宇宙航空研究開発機構 航空プログラムグループ 超音速機チーム; 宇宙航空研究開発機構 情報システム部
Author Affiliation(eng)Japan Aerospace Exploration Agency Supersonic Transport Team, Aviation Program Group; Japan Aerospace Exploration Agency Supersonic Transport Team, Aviation Program Group; Japan Aerospace Exploration Agency Information Systems Department
Issue Date2008-02-29
PublisherJapan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
Publication date2008-02-29
AbstractThis paper describes an optimization design technology and some applications of CFD (Computational Fluid Dynamics)-based aerodynamic shape optimization conducted in JAXA's supersonic research program. To improve aerodynamic performance of a supersonic transport, an aerodynamic design tool, which combines a three-dimensional Euler CFD code with a gradient-based optimization technique, is developed. In order to reduce computational cost, a continuous adjoint sensitivity analysis is used to calculate the gradients of an objective function with respect to design variables in each design cycle. The developed shape optimization tool is validated for some design problems. It is shown that this tool can greatly reduce the computation time in aerodynamic shape design to maximize or minimize the objective function.
本論文は、JAXAの超音速機研究プログラムにおける形状最適設計ツールの開発と、CFD(Computational Fluid Dynamics)解析をベースとしたいくつかの空力形状最適設計への適用例について述べる。超音速機の空力性能改善のため、3次元EulerCFD解析コードを勾配法による最適化ツールに組み込んだ空力最適設計ツールを開発した。設計変数に対する目的関数の勾配を効率的に計算して最適設計サイクルにかかる計算コストを低減するため、Adjoint法(随伴法)を利用した感度解析が適用された。開発された形状最適化ツールは空力形状設計問題に適用され、設計目的に対する最適な形状を短時間で設計することができた。
DescriptionJAXA Research and Development Report
Keywordsshape optimization; design optimization; supersonic transport; aerodynamic design; three dimensional model; Euler equation of motion; computational fluid dynamics; sensitivity analysis; convergence; computerized simulation; 形状最適化; 設計最適化; 超音速輸送機; 空力設計; 3次元モデル; オイラー運動方程式; 計算流体力学; 感度分析; 収束; 計算機シミュレーション
Document TypeTechnical Report
JAXA Category研究開発報告
Report NoJAXA-RR-07-049

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