パラメータサーベィ型並列随伴変数法による形状最適化

Shape optimization using parameter-survey-type parallel adjoint variable method

篠原 主勲; 奥田 洋司*; 中島 憲宏  ; 井田 真人

Shinohara, Kazunori; Okuda, Hiroshi*; Nakajima, Norihiro; Ida, Masato

原子力配管の熱伝対の応力集中を低減する最適な形状を検討するため、随伴変数法による形状最適化システムの基盤技術を開発した。状態方程式,随伴方程式,感度方程式,ラプラス方程式からなる随伴変数法を定式化し、記憶メモリを低減,配列のアクセスを高速化するためHPCMWによるファイル渡しによるデータ入出力,1次元圧縮行列のプログラミング技術を適用し、形状最適化プログラムを開発した。3次元円柱周りの形状最適化のメカニズムを明らかにし、円柱の体積一定の制約条件下で円柱に負荷する表面力を初期形状と比較して約24%低減した。

To obtain optimal designed shape effectively, the 3D shape optimization system of adjoint variable method is developed. The adjoint valiable method is based on the Lagrange multiplier method (a conditional variational principle), and consists of the state equation, the adjoint equation and the sensitivity equation. The equations for decreasing the fluid drag of surface under a constant volume condition are formulated. To solve the equations effectively, the compressed-matrix storage mode and the data passing system are implemented by using HPCMW. By using the 3D shape optimization system, the surface force of shape can be reduced about 24%.