Das Thema der Dissertation ist die semi-analytische Berechnung von Strömungssensitivitäten und die Anwendung der berechneten Sensitivitäten in einem gradientenbasierten Optimierungsverfahren. Für die Herleitung der Sensitivitätsgleichungen wird ein diskreter Ansatz verwendet. Die Diskretisierung der Grundgleichungen erfolgt mit einem nichtkonformen Finite-Elemente-Ansatz auf unstrukturierten Netzen. Die iterative Lösung der diskreten Gleichungssysteme wird mit einem Mehrgitterverfahren beschleunigt. An zwei praxisrelevanten strömungstechnischen Problemen wird die Anwendbarkeit der Sensitivitätsanalyse sowohl für die traditionelle Optimierungsstrategie als auch für die Strategie der simultanen Strömungsanalyse und Optimierung demonstriert. Wesentliche Vorteile des Verfahrens sind der Gewinn an Rechnzeit und die Anwendbarkeit alternativer Optimierungsstrategien.     «

Das Thema der Dissertation ist die semi-analytische Berechnung von Strömungssensitivitäten und die Anwendung der berechneten Sensitivitäten in einem gradientenbasierten Optimierungsverfahren. Für die Herleitung der Sensitivitätsgleichungen wird ein diskreter Ansatz verwendet. Die Diskretisierung der Grundgleichungen erfolgt mit einem nichtkonformen Finite-Elemente-Ansatz auf unstrukturierten Netzen. Die iterative Lösung der diskreten Gleichungssysteme wird mit einem Mehrgitterverfahren beschleun...     »

The present thesis concerns semi analytic sensitivity analysis and its use in a gradient based optimization method. Using the direct differentiation method the governing equations of the flow problem are differentiated after discretization. The discretization is carried out using nonconforming finite elements and unstructured grids. The iterative solution of the sensitivity equations is accelerated by a nonlinear multigrid strategy where a modified SIMPLE algorithm is chosen to solve the sensitivity equations of pressure and velocity. The method is verified using analytic solutions of the Euler and the Navier-Stokes equations. The optimization tool is applied on a two-dimensional laminar diffuser in order to obtain maximum pressure recovery by contouring the divergent wall section and on a two-dimensional cascade in order to optimize the pressure distribution. It is verified that major time savings can be obtained in the optimization when using sensitivity analysis. A further advantage of the method is the possibility to use alternative optimization strategies.     «

The present thesis concerns semi analytic sensitivity analysis and its use in a gradient based optimization method. Using the direct differentiation method the governing equations of the flow problem are differentiated after discretization. The discretization is carried out using nonconforming finite elements and unstructured grids. The iterative solution of the sensitivity equations is accelerated by a nonlinear multigrid strategy where a modified SIMPLE algorithm is chosen to solve the sensiti...     »