Surfaces de réponse par krigeage pour l'optimisation de formes aérodynamiques

Kriging based response surfaces for aerodynamic shape optimization

• Auteur / Autrice : Julien Laurenceau
• Direction : Pierre Sagaut
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Dynamique des fluides
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traînée (aérodynamique)

Température atmosphérique

Aérodynamique

Optimisation des structures

Mots clés libres

Cokrigeage

Résumé

Les simulations numériques RANS, utilisées en aérodynamique pour évaluer la performance d'une forme, sont coûteuses en temps de calcul. Comme une optimisation nécessite l'étude de plusieurs dizaines de formes différentes, ce coût limite le champ des problèmes envisageables. Un nouvel optimiseur basé sur des surfaces de réponse construites par une méthode de Krigeage est proposé. A un surcoût modéré, la solution obtenue est meilleure. De plus, cet optimiseur semble aussi capable de traiter des problèmes de grande dimension en interpolant le vecteur gradient aux points de construction du Krigeage. En optimisation multidisciplinaire, les surfaces de réponse sont largement employées pour échanger facilement des données entre différentes disciplines. Ainsi, une approche d'optimisation bi-niveau avec couplage fluide/structure par surface de réponse est étudiée. L'application considérée traite de l'intégration d'une installation motrice (positionnement) sur un avion de transport civil.

Due to the computational cost of numerical simulations solving RANS equations, the range of possible optimization problems is limited. With respect of this constraint a new response surface based optimizer is presented and applied to various drag minimization problems. It enables to find a better solution than usual gradient based algorithms at an acceptable cost. It is also able to solve high dimensional problems by using gradient enhanced Kriging. Using another framework, response surfaces were also used as a data exchange tool to deal with multidisciplinary shape optimization problems. This way, a bi-level method was applied to find the optimal position of an engine on a civil transport aircraft.