Recycling Krylov Subspaces for Efficient Partitioned Solution of Aerostructural Coupled Adjoint Systems - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2022

Recycling Krylov Subspaces for Efficient Partitioned Solution of Aerostructural Coupled Adjoint Systems

Recyclage de sous-espaces de Krylov pour une résolution partitionnée efficace des système adjoints aéro-structure

Mehdi Jadoui
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1091579
  • IdRef : 273756605
François-Xavier Roux
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 940550
  • IdRef : 111364876

Résumé

Robust and efficient solvers for coupled-adjoint linear systems are crucial to successful aerostructural optimization. Monolithic and partitioned strategies can be applied. The monolithic approach is expected to offer better robustness and efficiency for strong fluid-structure interactions. However, it requires a high implementation cost and convergence may depend on appropriate scaling and initialization strategies. On the other hand, the modularity of the partitioned method enables a straightforward implementation while its convergence may require relaxation. In addition, a partitioned solver leads to a higher number of iterations to get the same level of convergence as the monolithic one. The objective of this paper is to accelerate the partitioned solver by considering techniques borrowed from Krylov subspace recycling strategies adapted to sequences of linear systems with varying right-hand sides. Indeed, in a partitioned framework, the structural source term attached to the fluid block of equations affects the right-hand side with the nice property of quickly converging to a constant value. We will also consider error approximation and approximate eigenvectors deflation in conjunction with advanced inner-outer Krylov solvers for the fluid block equations. We demonstrate the benefit of these techniques by computing the coupled derivatives for an aeroelastic configuration of the ONERA-M6 fixed wing in transonic flow. For this exercise the fluid grid was coupled to a structural model specifically designed to exhibit a high flexibility. All computations are performed using RANS flow modeling and a fully linearized one-equation Spalart-Allmaras turbulence model.
Des solveurs robustes et efficaces pour les systèmes linéaires couplés-adjoints sont essentiels au succès d'une optimisation aéro-structure. Des stratégies monolithiques et partitionnées peuvent être appliquées. L'approche monolithique devrait offrir une meilleure robustesse et une meilleure efficacité pour de fortes interactions fluide-structure. Cependant, il nécessite un coût de mise en œuvre élevé et la convergence peut dépendre de stratégies de mise à l'échelle et d'initialisation appropriées. D'autre part, la modularité de la méthode partitionnée permet une mise en œuvre simple tout en sachant que la convergence peut nécessiter de la relaxation. De plus, un solveur partitionné conduit à un plus grand nombre d'itérations pour obtenir le même niveau de convergence que le monolithique. L'objectif de cet article est d'accélérer le solveur partitionné en considérant des stratégies de recyclage du sous-espaces de Krylov adaptées à des séquences de systèmes linéaires dont le second membre varie uniquement. En effet, dans un cadre partitionné, le terme source structure attaché au bloc fluide d'équations affecte le second membre avec la bonne propriété de converger rapidement vers une valeur constante. Nous considérerons également l'approximation des erreurs et la déflation des vecteurs propres en conjonction avec des solveurs de Krylov interne-externe avancés pour les équations de blocs fluides. Nous démontrons l'intérêt de ces techniques en calculant les dérivées couplées pour une configuration aéroélastique de la voilure fixe ONERA-M6 en régime transsonique. Pour cet exercice, la grille fluide a été couplée à un modèle structure spécialement conçu pour présenter une grande flexibilité. Tous les calculs sont réalisés selon le modèle RANS couplé au modèle de turbulence Spalart-Allmaras à une équation entièrement linéarisé.
Fichier principal
Vignette du fichier
DAAA22086.1657120889_postprint.pdf (2.68 Mo) Télécharger le fichier
Origine Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-03715761 , version 1 (06-07-2022)

Identifiants

Citer

Mehdi Jadoui, Christophe Blondeau, François-Xavier Roux. Recycling Krylov Subspaces for Efficient Partitioned Solution of Aerostructural Coupled Adjoint Systems. AIAA AVIATION 2022 Forum, Jun 2022, Chicago, United States. ⟨10.2514/6.2022-4055⟩. ⟨hal-03715761⟩
19 Consultations
44 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Mastodon Facebook X LinkedIn More