Adjoint-based aerostructural sensitivity analysis for wing design - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2012

Adjoint-based aerostructural sensitivity analysis for wing design

Imane Ghazlane
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 950598

Résumé

This work addresses the development of numerical methods for optimal wing shape design based in compressible ow. It presents the development and the validation of a discrete aero-structural adjoint method for sensitivity analysis with respect to both planform and internal structural design parameters which a ect the cost function, be it aerodynamic or structural. The developments performed in this work are an extension from the aeroelastic adjoint developments performed by Marcelet and are implemented in the CFD code elsA. While the aero-elastic adjoint method assumes that the wing sti ness is frozen, the here developed aero-structural adjoint method allows to consider structural variations. This extension is performed via a structural module, InAirSsi, developed during this work to model the wing box structure. This module is linearized to supply the necessary terms to the adjoint system. The structural module has been validated via the gradient-based sizing of the structural wing box of an Airbus research con- guration. The adjoint solver in the CFD code elsA covers now both planform variations and internal structural variations and allows the gradient computation of either an aerodynamic cost function or a structural cost function The gradient computed by the aero-structural adjoint method are validated systematically through a comparison with nite di erences.
Cette thèse a pour cadre le développement de méthodes numériques pour la conception optimale de forme de voilure en aérodynamique compressible. Ce travail a donné lieu au développement et à la validation d'un adjoint discret aéro-structure pour l'analyse de sensibilité par rapport aux paramètres de forme et de structure interne de l 'aile dont dépend la fonction d'intérêt, qu' elle soit aérodynamique ou structurale. Les développements logiciels ont été réalisés dans le code de simulation numérique de mécanique des fluides elsA et font suite aux travaux de Marcelet portant sur l'adjoint aéroélastique et dont ils sont une extension. Alors que pour l'adjoint aéro-élastique, on considère une aile flexible, de caractéristiques structurales constantes, pour l'adjoint aérostructure, leur variations sont prises en compte. Pour cela, l'extension de la méthode adjointe s' est accompagnée du développement d' un module de modélisation de la structure interne de l'aile. Ce module est linéarisé et vient donc alimenter le système adjoint. Il a été validé par le dimensionnement de la structure primaire d'une configuration de recherche fournie par l' avionneur Airbus. Dans l'état actuel de développement de la méthode adjointe dans le code elsA, on peut donc désormais calculer les sensibilités d'une fonction aérodynamique ou d'une fonction structure par rapport aux paramètres de forme aérodynamique ou de structure interne de l'aile. Le calcul des gradients ainsi obtenus a été validé par des comparaisons systématiques aux différences finies.
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Dates et versions

tel-00925210 , version 1 (07-01-2014)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00925210 , version 1

Citer

Imane Ghazlane. Adjoint-based aerostructural sensitivity analysis for wing design. Optimization and Control [math.OC]. Université Nice Sophia Antipolis, 2012. English. ⟨NNT : 01B0JJ0DEY6⟩. ⟨tel-00925210⟩

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