Multi-objective optimization for high-lift airfoils

This study introduces an advanced platform dedicated to the multi-objective optimization of high-lift airfoil geometries through the use of Computational Fluid Dynamics (CFD) to boost aerodynamic performances. With its design centered around high adaptability, the platform accommodates a broad array of wing and high-lift devices configurations. Featuring a modular design, it promotes interoperability across various software ecosystems. This setup facilitates the seamless integration of the latest optimization algorithms and meshing tools, marking an innovative step in this research domain. The discussion begins with the array of choices the program offers, from the initial geometry description to the adjustments of lifting surfaces. Notably, it highlights the development of a method for the parametric creation of high-lift surfaces, integrating these parameters into the optimization process. Following this, the document presents the CFD flexible options, the use of models with different characteristics and levels of fidelity. The study proceeds with the suite of Multi Objective Optimization Algorithms, complemented by the CFD research software SU2 for a thorough examination of the addressed issue. Finally a case study is presented : an RAE-2822 profile equipped with slat and flap. In essence, this work delves into aerodynamic optimization, merging forefront computational techniques with a versatile and modular multi-objective optimization framework designed to meet a spectrum of needs. Its modular construction, tied closely to CFD, positions it as a potent tool for airfoil profile optimization. This paves the way for comprehensive aerodynamic investigations, unlocking avenues for future developments in both research and practical applications.

Questo studio introduce una piattaforma avanzata dedicata all'ottimizzazione multi-obiettivo delle geometrie dei profili alari ad alta sostentazione tramite l'uso della Fluidodinamica Computazionale (CFD) per potenziare le prestazioni aerodinamiche. Con un design incentrato su un'alta adattabilità, la piattaforma supporta un'ampia gamma di configurazioni di ali e dispositivi ad alta sostentazione. Caratterizzata da un design modulare, promuove l'interoperabilità tra vari ecosistemi software. Questa configurazione facilita l'integrazione fluida degli ultimi algoritmi di ottimizzazione e strumenti di meshing, segnando un passo innovativo in questo dominio di ricerca. La discussione inizia con l'ampia gamma di scelte offerte dal programma, dalla descrizione della geometria iniziale agli aggiustamenti delle superfici portanti. Notabilmente, evidenzia lo sviluppo di un metodo per la creazione parametrica di superfici ad alta sostentazione, integrando questi parametri nel processo di ottimizzazione. Successivamente, il documento presenta le opzioni flessibili della CFD, l'uso di modelli con diverse caratteristiche e livelli di fedeltà. Lo studio procede con una serie di Algoritmi di Ottimizzazione Multi Obiettivo, completati dal software di ricerca CFD SU2 per un esame approfondito della questione trattata. Infine, viene presentato un caso di studio: un profilo RAE-2822 dotato di slat e flap. In sostanza, questo lavoro si immerge nell'ottimizzazione aerodinamica, fondendo tecniche computazionali all'avanguardia con un framework di ottimizzazione multi-obiettivo versatile, progettato per soddisfare un ampio spettro di esigenze. La sua costruzione modulare, strettamente legata alla CFD, lo posiziona come uno strumento potente per l'ottimizzazione dei profili alari. Ciò apre la strada a indagini aerodinamiche complete, sbloccando vie per futuri sviluppi sia nella ricerca che nelle applicazioni pratiche.