基于Adjoint方法的拓扑优化灵感流动场分析：应用于Flettner轴力
流体动力学
2025-05-09 v1
摘要
本文提出了一种基于Adjoint方法的拓扑优化灵感的流动场分析方法，适用于基于多孔介质公式的流动域拓扑灵敏度分析——无需直接将孔隙度场作为设计变量。相反，该方法通过间接的Adjoint公式评估对孔隙度参数的灵敏度，从而实现对成本函数改进或恶化区域的直观可视化。这些灵敏度场不用于经典优化循环，而是用于定性评估指示潜在流动改进的空间区域。该方法的一个关键优势是其非侵入性：无需修改现有的Adjoint求解器（例如用于形状优化目的）。因此，该方法可被解释为支持早期设计洞察的替代性后处理步骤。该方法应用于Reynolds数为2E+06、转子比k=3的大气风条件下工作的Flettner轴力进行演示，以突出其实际相关性和可解释性。将容器堆置于成本函数改进或恶化区域处，验证了该方法对拓扑流动灵敏度预测的质量。
引用
@article{arxiv.2505.04833,
title = {Adjoint-Assisted Topology-Optimization-Inspired Analysis of Pseudo-Porous Flow Fields: Application to a Flettner Rotor},
author = {Niklas Kühl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.04833},
year = {2025}
}