Automatische Optimierung
Von der zunehmenden industriellen Automatisierung im Rahmen der Industrie 4.0 sind nicht ausschließlich die Logistik- und Produktionsprozesse betroffen. Immer mehr wird auch der Fokus auf die Produktentwicklung gelegt. In diesem Zusammhang fällt ein besonderes Augenmerk auf automatisierte Optimierungsalgorithmen. Diese Algorithmen ermöglichen die Formoptimerung von umströmten und durchströmten Bauteilen in Bezug auf strömungsmechanische und mechanische Zielparameter. So kann z.B. der Auftrieb von Tragflügeln maximiert werden unter Verringerung des Strömungswiderstandes. In Innenströmungen ist das Ziel zumeist eine Minimierung des Druckverlusten und die Minimierung von mechanischen Belastungen.
Im Rahmen dieses Themenfeldes werden am iPAT verschiedene Ansatze verfolgt. Zum einen der klassische Nelder-Mead Algorithmus, der erfolgreich zur Wirkungsgradsteigerung von Axialventilatoren eingesetzt werden kann. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist das lineare Ansteigen des Rechenaufwandes mit der Anzahl der Geometrieparameter. Dieser Aufwand kann unter Einsatz von Adjungiertenverfahren drastische reduziert werden. Diese Verfahren benötigen lediglich die Strömungslösung als auch eine Adjungiertenlösung um die Sensitivitäten bzgl. aller Geometrieparameter zu bestimmen. Zum Einsatz kommt hierbei der Open-Source Strömungscode SU2. So können Komponenten der Fluidsystemtechnik wie z.B. Ventile und Pumpen in Bezug auf Lebensdauer und Energieeffizenz optimiert werden.