A modular time-spectral implementation for aeroelastic analysis and optimization on structured meshes

L'ottimizzazione di forma di ali in movimento periodico è una disciplina moderna e altamente valida, che coinvolge strettamente ricerca e industria. La necessità di un compromesso tra accuratezza e tempi di calcolo portano a scelte diverse in termini di solutore, rispetto a quelle standard. I classici metodi di simulazione instazionaria non sono sempre efficienti nel risolvere moti periodici, poichè prima che la soluzione converga a quella a regime, viene necessariamente incontrato un transitorio costoso e spesso non utile. I metodi Time-Spectral permettono di simulare un flusso periodico, accoppiando diversi calcoli stazionari con un'accuratezza soddisfacente ed una riduzione di tempo consistente. Il presente lavoro ha l'obiettivo di implementare un solutore TSM robusto per la risoluzione di flussi esterni. Il solutore è stato sviluppato esternamente in uno script python, interagendo con il solutore CFD ONERA elsA, sfruttando la sua modularità, ma adottando un approccio differente: è estratta la matrice Jacobiana esatta e sono investigate delle strategie numeriche per aiutare il processo di convergenza. Il codice è stato validato attraverso casi test, operando confronti tra i risultati del solutore esterno e quelli del solutore di riferimento elsA, riuscendo inoltre a dimostrare una convergenza più rapida. Una prima ottimizzazione stazionaria gradient-based è stata implementata, gettando le basi per la futura implementazione dell'ottimizzatore TSM instazionario.