Implizite Subgrid-Modellierung für Large Eddy Simulationen mittels ableitungsbasierter Optimierungsverfahren

• Antragsteller: Professor Dr. Nicolas R. Gauger; Professor Dr. Claus-Dieter Munz
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 282417701

Das Ziel dieses Forschungsantrags ist die Weiterentwicklung eines diskontinuierlichen Galerkin Verfahrens hoher Ordnung für die Grobstruktursimulation von turbulenten Strömungen. Dabei werden freie Verfahrensparameter so eingeführt, dass der Approximationsfehler die Rolle der Sub-Gitter Modellierung übernimmt, meist als implizite LES Modellierung bezeichnet. Die freien Parameter basieren auf unterschiedlichen Approximationen von Oberflächen- und Volumen-Integralen sowie auf eine Hybridisierung mit einem Finite Volumen Ansatz und werden hinsichtlich der Modellierung von Subgittereffekten optimiert. Dies geschieht über ableitungsbasierte Optimierungsverfahren, die auch bei sensitiven Parametern robust und effizient bleiben. Bei der Berechung der benötigten Ableitungen wird auf das Adjungiertenkalkül zurück gegriffen, welches in automatisierter Form unter Zuhilfenahme des algorithmischen Differenzierens umgesetzt wird. Die Kernkompetenzen der beiden Arbeitsgruppen in Stuttgart und Kaiserslautern im Bereich der Entwicklung von hochauflösenden Verfahren und adjungiert basierten Optimierungsverfahren werden in diesem Projekti in idealer Weise kombiniert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Gregor Gassner; Professor David Kopriva, Ph.D.