Un approccio libero all'ottimizzazione di un bulbo per un'imbarcazione Classe 950

The availability of computational resources has increased over the years the interest in the use of CFD as an analysis tool. Shape optimization in nautical field has become a more and more common method for the choice of the geometry of particular items. This thesis faces a bulb optimization problem for a boat Classe 950 developing a general analysis procedure to produce a list of requisites and building an integrated toolbox using only open-source software. The study is performed solving the RANS equations on structured mesh, investigating the problem of mesh deformation and developing both newly algorithms and adapting existing algorithms to the specific problem. The optimization process is conducted using gradient-based methods and genetic ones, developing algorithms for the imposition of constraints on the geometry and discussing different optimization studies (single or multi-objective). The results are divided on the basis of the analysis performed, showing the different geometries resulting for increasingly complex approximations of the problem.

La disponibilità di risorse computazionali ha aumentato negli anni l'interesse per l'uso della CFD come strumento di analisi. Le ottimizzazioni di forma nella nautica sono diventate un metodo sempre più comune per la scelta della geometria di particolari componenti. In questa tesi si affronta un problema di ottimizzazione per un bulbo di un'imbarcazione Classe 950 sviluppando una procedura di analisi generale per l'emissione di specifiche e costruendo un toolbox integrato utilizzando solo software liberi. Lo studio CFD viene condotto con equazioni RANS su griglie strutturate, indagando il problema della deformazione di griglia e sviluppando sia algoritimi ex-novo che adattando algoritmi esistenti al problema specifico. Il processo di ottimizzazione viene condotto con metodi basati sul gradiente e con metodi genetici, sviluppando algoritmi per il vincolo della geometria e evidenziando i diversi studi singolo o multi-obiettivo. I risultati vengono divisi sulla base dell'analisi condotta, mostrando le diverse geometrie risultanti per approssimazioni sempre più complesse del problema affrontato.