Promoter: |
|
prof. dr hab. inż. Jacek Rokicki; prof. dr hab. inż. Janusz Frączek |
|
Supporting Promoter: |
|
|
|
Reviewers: |
|
|
prof. dr hab. inż. Tadeusz Burczyński - Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk dr hab. inż. Paweł Flaszyński, prof. IMP - Instytut Maszyn Przepływowych Polskiej Akademii Nauk |
|
Dziedzina: |
|
Dyscyplina: |
|
Abstract:
Zagadnienia związane z optymalizacją kształtu nadwozia samochodu są kluczowe dla przemysłu samochodowego, ze względu na ich bezpośredni wpływ na zużycie paliwa, a w rezultacie na emisję CO2. Jednocześnie rosnąca popularność pojazdów autonomicznych oraz z napędem elektrycznym inicjuje prace nad samochodami o niestandardowych kształtach i układach przestrzennych.
Metody obliczeniowej mechaniki płynów stały się w ostatnich latach rutynowo używanym narzędziem w procesie rozwoju nowych modeli samochodów, niestety, wymagają one znacznych zasobów komputerowych i długiego czasu obliczeń. Potencjalnie problem mocy obliczeniowej może być stosunkowo łatwo rozwiązany przy użyciu wysokowydajnej infrastruktury obliczeniowej w chmurze. Niestety, dostępne obecnie metody optymalizacji nie wykorzystują w pełni możliwości oferowanych przez komercyjne systemy oferujące zdalne zasoby obliczeniowe.
Niniejsza praca wprowadza ulepszone metody optymalizacji, które wykorzystają zarówno modele zastępcze jak i asynchroniczne próbkowanie równoległe, co umożliwia efektywną, sprawną i niezawodną minimalizację oporu aerodynamicznego. Dodatkowo, rozprawa proponuje algorytm Corneringu, który poprzez próbkowanie w narożach wielowymiarowej przestrzeni parametrycznej, umożliwia znaczą redukcję czasu i zasobów obliczeniowych dodatkowo usprawniając proces optymalizacji.
Równocześnie z wprowadzeniem usprawnionych metod w rozprawie dokonano przeglądu głównych metod referencyjnych wraz z eksperymentami komputerowymi, których przedmiotem jest optymalizacja kształtu nadwozia samochodu osobowego. W szczególności prowadzona analiza skupia się na czasie obliczeń i zasobach komputerowych niezbędnych do minimalizacji oporu aerodynamicznego dla poszczególnych metod.
Dodatkowo niniejsza rozprawa rozważa rozmaite aspekty procesu optymalizacji kształtu, wywodzące się z różnych dyscyplin, między innymi: optymalizacji, aerodynamiki pojazdów, obliczeniowej mechaniki płynów, zarządzania danymi modelowania komputerowego, wysokowydajnej chmury obliczeniowej, mieszanych modeli zastępczych oraz obliczeń równoległych.
Na zakończenie, przeprowadzona została dyskusja wad i zalet zaproponowanych metod wraz z ich potencjalnym wpływem na przebieg obliczeń komputerowych w procesie powstawania nowego kształtu samochodu