Multi-parameter optimization by automatic differentiation of an aeroacoustic flow solver
Optimisation multiparamétrique par différenciation automatique d'un solveur d'écoulement aéroacoustique
Résumé
The attenuation power of an acoustic liner is optimized by inviscid flow simulations that model the presence of the liner with a time-domain impedance boundary condition (TDIBC). Two test cases are considered: a one-dimensional impedance tube and a twodimensional grazing incidence tube. The impact of the liner on the pressure field is tuned through various TDIBC parameters imposed at the boundary where the liner surface is located. Automatic differentiation of the simulation code yields the gradients of the timeintegrated pressure perturbations with respect to the TDIBC parameters. The gradients are subsequently used in an iterative process that minimizes the perturbations at a given location. In both test cases considered, TDIBC parameters are found which are more effective at attenuating perturbation frequencies other than those the initial TDIBC is designed to cancel. Finally, a sensitivity analysis reveals the importance of the choice of the initial TDIBC parameters for finding optimized settings. Our results pave the way to a wider application of the presented procedure in more complex problems with bulk flow motion and larger perturbation amplitudes.
La capacité d’atténuation d'un liner acoustique est optimisée à-travers des simulations non-visqueuses qui modélisent la présence du liner grâce à une condition limite d'impédance en domaine temporel (TDIBC). Deux cas test sont considérés : un tube à impédance en une dimension et une configuration bidimensionnelle de banc aéroacoustique (GIT). L'impact du liner sur le champ de pression est réglé à travers différents paramètres de la TDIBC imposés à la frontière où se situe le liner. Les gradients de l'intégrale temporelle des perturbations de pression par rapport aux paramètres de la TDIBC sont obtenus par différentiation automatique du code de simulation. Ces gradients sont utilisés dans une procédure itérative qui minimise les perturbations observées à un point donné. Dans les deux cas test, cette procédure mène à des paramètres de TDIBC qui améliorent l’atténuation de fréquences autres que celles ciblées par la TDIBC d'origine. Finalement, une analyse de sensibilité révèle l'importance du choix des valeurs initiales des paramètres de la TDIBC pour trouver des paramètres optimaux. Nos résultats ouvrent la voie à diverses applications dans des problèmes plus complexes avec écoulement rasant et des amplitudes de perturbation plus élevées.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)