Strömungsgerechte Optimierung einer Kanalkontur mittels adjoint method optimisation in OpenFOAM

Design optimisation of a tunnel contour by means of adjoint method optimisation in OpenFOAM

Advanced Research Project (ARP), Masterthesis, Bachelorthesis, Advanced Design Project (ADP)

Am Institut für Fluidsystemtechnik wird ein Kavitationskanal zur Untersuchung von Kavitationserosion betrieben. Da die Strömung an einem Propeller oder einem Pumpenlaufrad komplex ist, werden generische Experimente d.h. Umströmung eines Auftriebskörpers, durchgeführt, sodass wichtige Parameter einfacher eingestellt bzw. variiert werden können.

Zur Vorbereitung auf ein zukünftiges Forschungsvorhaben soll die Messstreckengeometrie optimiert werden. Ziel ist es, eine symmetrische Anströmung in der Messstrecke zu erhalten sowie Pulsationen durch Ablösungen zu verhindern. Dazu sollen im Rahmen einer Studie verschiedene Düsen- bzw. Diffusorgeometrien numerisch untersucht und mittels adjoint method optimisation in OpenFOAM optimiert werden. Diese Methode bietet den Vorteil einer sehr effizienten Berechnung des Gradienten. Dadurch kann in Bezug zur Zielfunktion sowie den Restriktionen die optimale Geometrie bestimmt werden. Im nächsten Schritt sollen die optimierten Bauteile mittels additiver Fertigung (3D-Druck) gefertigt.

Die Arbeitspakete beinhalten:

  • Literaturrecherche zu Optimierungsverfahren für Strömungsgeometrien & adjoint method Optimierung
  • Einarbeitung in strömungsgerechte Geometrien & parametrische Konstruktion
  • Ausarbeitung eines Lastenheftes mit Zielfunktion & Restriktionen
  • Implementierung des Optimierungsverfahrens in OpenFOAM
  • Erstellung & Durchführung eines geeigneten Versuchsplanes sowie Identifikation der optimalen Parameter
  • Erstellung konstruktionsgerechter Zeichnungen
  • nachvollziehbare Ablage der Daten im Rahmen des Forschungsdatenmanagements
  • Präsentation und Dokumentation der Ergebnisse

Euer Mehrwert

  • spannender Einblick in aktuelle Forschung
  • Erweiterung Deiner simulativen Expertise sowie Deiner Programmierkenntnisse
  • Training von Softskills wie: Präsentationen, Darstellung von Ergebnissen, etc.

Bei Fragen stehen wir gerne telefonisch oder per E-Mail zur Verfügung.

Der Schwierigkeitsgrad und der Umfang der Aufgaben wird an die Art der Abschluss-/ Projektarbeit angepasst.