Application of Surrogate-based Global Optimization to Aerodynamic Design

ویرایش: 1 
نویسندگان: Emiliano Iuliano. Esther Andrés Pérez (eds.)  
سری: Springer Tracts in Mechanical Engineering 
ISBN (شابک) : 9783319215051, 9783319215068 
ناشر: Springer International Publishing 
سال نشر: 2016 
تعداد صفحات: 86 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 2 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 84,000



طراحی آیرودینامیکی، مانند بسیاری از کاربردهای مهندسی دیگر، به طور فزاینده ای بر قدرت محاسباتی تکیه می کند. نیاز روزافزون به چند رشته ای و وفاداری بالا در بهینه سازی طراحی برای کاربردهای صنعتی، نیازمند تعداد زیادی شبیه سازی مکرر به منظور یافتن یک نامزد طراحی بهینه است. اشکال اصلی این است که هر شبیه‌سازی می‌تواند از نظر محاسباتی گران باشد - این مسئله زمانی که در مطالعات پارامتری، جستجوی خودکار یا حلقه‌های بهینه‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد، به یک مشکل بزرگ‌تر تبدیل می‌شود، که معمولاً ممکن است به هزاران ارزیابی تحلیل نیاز داشته باشد.

مساله اصلی یک مشکل بهینه سازی طراحی، فرآیند جستجو است. با این حال، هنگام مواجهه با مشکلات پیچیده، ابعاد بالای فضای طراحی و چند وجهی بالای عملکردهای هدف را نمی توان با تکنیک های استاندارد مقابله کرد.

در سال های اخیر، بهینه سازی جهانی انجام شده است. استفاده از متا مدل ها به طور گسترده ای برای اکتشاف طراحی به منظور بررسی سریع فضای طراحی و یافتن راه حل های زیر بهینه استفاده شده است. در واقع، مدل‌های جایگزین و کاهش‌یافته می‌توانند جایگزین ارزشمندی با هزینه محاسباتی بسیار پایین‌تر ارائه کنند.

در این زمینه، این جلد برنامه‌های کاربردی مدل‌سازی جایگزین پیشرفته و بهینه‌سازی را ارائه می‌کند. تکنیک های دارای منابع محاسباتی معقول همچنین مفاهیم پایه تئوری و کاربرد آنها در موارد طراحی آیرودینامیک را مورد بحث قرار می دهد. هدف آن محققان و مهندسانی است که به طور روزانه با مسائل پیچیده طراحی آیرودینامیکی سر و کار دارند و از شبیه سازی های گران قیمت برای حل آنها استفاده می کنند.

Aerodynamic design, like many other engineering applications, is increasingly relying on computational power. The growing need for multi-disciplinarity and high fidelity in design optimization for industrial applications requires a huge number of repeated simulations in order to find an optimal design candidate. The main drawback is that each simulation can be computationally expensive – this becomes an even bigger issue when used within parametric studies, automated search or optimization loops, which typically may require thousands of analysis evaluations.

The core issue of a design-optimization problem is the search process involved. However, when facing complex problems, the high-dimensionality of the design space and the high-multi-modality of the target functions cannot be tackled with standard techniques.

In recent years, global optimization using meta-models has been widely applied to design exploration in order to rapidly investigate the design space and find sub-optimal solutions. Indeed, surrogate and reduced-order models can provide a valuable alternative at a much lower computational cost.

In this context, this volume offers advanced surrogate modeling applications and optimization techniques featuring reasonable computational resources. It also discusses basic theory concepts and their application to aerodynamic design cases. It is aimed at researchers and engineers who deal with complex aerodynamic design problems on a daily basis and employ expensive simulations to solve them.

Front Matter....Pages i-xiv
Aerodynamic Shape Design by Evolutionary Optimization and Support Vector Machines....Pages 1-24
Adaptive Sampling Strategies for Surrogate-Based Aerodynamic Optimization....Pages 25-46
PCA-Enhanced Metamodel-Assisted Evolutionary Algorithms for Aerodynamic Optimization....Pages 47-57
Multi-Objective Surrogate Based Optimization of Gas Cyclones Using Support Vector Machines and CFD Simulations....Pages 59-72