Dec 15, 2004 - I INTR O DU С TI O N. Multidisciplinary modelling is an important ingredient for the solution of an engineering problems of utmost importance in ...
INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE EN INFORMATIQUE ET EN AUTOMATIQUE
Optimization loops for shape and error control: extended lecture notes A. Dervieux, F. Courty, T. Roy, M. Vázquez, B. Koobus
N° 5413 December 15, 2004
ISSN 0249-6399
ISRN INRIA/RR--5413--FR+ENG
Thème NUM
apport de recherche
"!# $%!&' )(*! +,!- $ !&$.!&'/0 ! !& 132546879:;68=5?A@CBD2CEDFG)wysutv{M|§wAic)
Qt|¬hxAh¹©¸{vhxA¦§Mtv|§)w£&|¬tve,))|§wtc)wAiª sveA)t
Qtv|§h,|¬¯ctv|§)w3M¦§){v|¬tveAhsMwy"hxy¦¨t|¨ª«¦¬iI¤)iI¦
Qtv|§h,|¬¯ct|¬w¥
A{iI)wyQ|¬tv|§)wy|¬wAX²dfeAi,M
A
y¦¬|~Mtv|§)w®t¶sveyM
Gi AiIsv|¬w
A{)A¦§ihº{i¦~tiItDsv)wy|§lX\h»hD|§wA|§h,|¬¯ctv|§)w |§s {i
G){vtvic¼²5´µw Dsuic)wX±
y){utc\M©½tviI{fsv)h,il{viIh,){v¾Qs¿)w h,icsue¥AM
Att|¬wZ`£¿iiÀAMh,|§wAiteAiD
A{vA¦§ihÁM©©¸{vhxA¦§Mtv|§wAh,icsue¥AM
Att|¬w®|§w®tviI{vhslM©¿)w®)
Atv|§hD|§¯IMtv|§)w
y{vA¦¬iIh¶8
y{vicsuiIwt|¬wyDsv)h,iM
A
A¦§|~t|¬wys¿tv,|§wti{
X¦§Mtv|§)wMwy±tv5M{vtv|~M¦¼Â|¬Ã`i{iw8tv|~M¦ZÄC}8xyMtv|§)wysI²dfeAi|¬h,
A¦§|¬ª It|¬wys-)©teAi
y{v
X8suic¶hDitveAQOGiI)h,i¦¬icM{c°¿\r¶hA|§wA|§wAtv)itveAiI{ÂGMtve¥|§Qic)slsutliÃGicKt|¬¤ih,itvey\ys IMwOGiQiI¤)iI¦¬
Xic¶£&eAi{itveAi)
Qt|¬h,|§¯IMtv|§)wO¦§8
ys-|§w\¤)¦¬¤iX)tve¥sveyM
Gi
Qtv|§h,|¬¯ctv|§)w>yt±|¬h,
A{¤)i)w®MiI{vQQr8ª wXMh,|§Qicsu|§)w>>ÅÆGÇh,icsueO)yM
Qt|¬¤\|¬tr)\tv±)
Gi£&|¨te teAiQ|¬È±xA¦¬tv|§iIs&)©>teAiÉ Ê5
A{)A¦§ih|¬w\¤)¦¬¤iI¼² ËCÌ Ç)ÍcÎÏQÐ Ì ÆyÑGÒXÓÔKÕ Ì ÆyÑ ÌÂÖ Å× Ì ÓÕØ;ÍMÆ®Ç)ÔÑ«ÅMØ Ö½Ö Ô Ì Ç Ì ÕÂÆGÍMÑ Ì ÕlÇ Ì ÎÍÏQÓÕlÅMÏOÙ§ÚÛÜ ÝßÞà)áÂâ3ãXä\ÍMÓKÑ Ë ÍMÏQÓÕ Ì ÍMÆ ÝOÏ Ö Ñ³Ø;ÇØ~ÕKå ÎØ Ò Ö Ø½ÆGÅÓKæ±Ý®ÍcÇ ÌÖ½Ö Ø½Æ\ç±ãGؽÐÏ Ö ÅѳØ;ÍÆ"ÅMÆGÇèàXÅ Ö Ø;Ç)ÅMÑéØ;ÍMƥؽÆá Ì ÓvÍÆ`ÅÏQѳØ;ÎKÕê~ë/ìÏQØÕAí Ì ÕÑ¿Ñ Ì Æy϶îïlÅÓvÎ ÌÖ ÍÆ ̱ð;ñò ë Ö¬Ì Õó8ôMåµó8õ ö ÏQؽÆ"ó8÷÷øA² ùOú8û`üýþ ÿ)¢ 5M{vtv|~M¦>l|¬ÃGiI{viIwt|§)¦ÄC}8xyMtv|§)wysI`Ê|§wA|¬tviDĦ¬iIh,iw8tm¶itveAQ¼¼m¶icsue &A)
Qtv|§¤\|¨tr`mOxA¦¨t|¬¦§i¤i¦ l
Qª t|¬h,|§¯IMtv|§)wZXÉ¿hD
yxQtMtv|§)wy)¦Zʦ§xA|~¶Âr\wy)hD|~sI l
Qt|¬h)¦>p\eyM
GiliIsv|¬w
B "!$#%&(')*)"!(,+.-0/12,3154678 ':9')7?*)')!( @,A9= &" C ""!$!$#%#%&(&(')')*)*)""!(!(,,+.+.-0-0//1122,,33115546467788 ':':9')')7?7?*)*)')')!(!( @,@,AA99== &"&" DFE V E == '' G>G>""AHAH!I!I'' IW99° $ !% & é dfeyi¤){v|~My¦¬ics Mwy Qicsv{v|§Gi,tveAi
A{)y¦¬iIh £&|¬tveA|§w iI{utM|§wèsv
yiIs)© £ ){¾`² ZitxyssrOtveXt ){viDteAi )w8tv{)¦Q¤){v|~MA¦§iIs)wy M{iftveyiÂstti&¤){v|~My¦¬ics²dfeAir,)wtM¾i-Q|¨Ã`i{iw8tC{)¦§iIsC){Q|¬wyÂttveAiÂ
A{vA¦§ih £ i ){vil|¬w\¤)¦§¤)iI,|§wZ(° y£ ·yiI¦§¤M{|§)A¦¬ics/{¿)
A
A{À\|§ht|¬wi{{v{C©¸){ Mwy±svey)
Xi
yM{Mh,itvi{|§¯It|¬w,){fh,it{v|~ Ai·ywA|§wA,D
yM{vtv|~xA¦~M{ ¦§\IM¦`h,iIsve Qicsv{v|§
Qt|¬w±©¸){ ²CdfeAi|§QicD|§s¿tv,h,|§wA|¬h,|§¯itveyi Í ö Ì ÎÑéØ½× Ì ÏQÆGÎÑéØ;ÍMÆ ¦§\)¾\|§wA©¸{ $O£&eA|~e¶st|§su·yics tveAi Ì ìÏyÅ Ö Ø½Ñ³æÎÍÆAÕKѳÓvŠؽÆXÑ $ !'" ² Zit&xysÂ)ssuxAh,itveXt&tvey)i ())y|§)w * !,+ ;% + |~s&M¦§£fr\s |§w\¤)i{vtv|§A¦§i)² p8tM{vtv|§wAD©¸{vhteAi $.- !% - - A£ iQi·XwAiMw|¨ti{t|¬¤i
Qtv|§h,|¬¯ct|¬w
A{QicQxA{i\rtM¾\|§wA
!
* -
!
$ - $ - & + . +
´µw¶){QiI{ftv,iȱ|§iw8t¦¬r)h,
AxAtvitveyi{vic}xy|¬{iIsurQsutviIh)xAtv
AxQtÂAi{|¬¤t|¬¤iIsf£&|¬tve¶{iIsv
XicKtftv,teAi|¬wy
AxQtsIy£ i Xx suitveyi)|¬w8t&h,iteAQ¼A£&eA|~e¶
A{v¤\|~QiIs iwAiI{)¦¬|§¯icM){Mwy)iÂhxA¦¬tv|§
A¦¬|§i{s&|§wtveAi©¸{vh)©5,sv
yt|§)¦`·yi¦~M© teAisMh,iA|¬h,iwXsu|§)wO)©teAi{v|§)|§wy)¦Z
A{)A¦§ih xAwA¾£&wys²-Êy){-ic)eO|¬tviI{Mtv|§)w0/`XtveAi¶ÎÍå«ÕKÑ«ÅMÑ Ì ){,Å)Ç ö ÍMؽÆyÑ&ÕKѵÅÑ Ì 1-|§s&,sv)¦§xQtv|§)wM© 1- ! ¸ 2 + $.- 4365.7 + $.- 8& '3iQiwyMtviteAi ÏQÆGÎѳØ;ÍÆGÅ Ö ç)ÓvÅ)ÇMØ Ì ÆXÑZ\: r 9;- ! + 9 $! + $.- @? A 1=- + $.- CB é ´µwteAi)svi)wwAMteAi{-)wysutv{M|§w8tI8tveyisttv|§+)wXM{|¨tr)©teAi©¸xAwyKt|¬+ wyM¦>£&{v|¬tvics° 9 $ - 1 - >!D"E
F%
) wytveAisvit-)©teA{viIiiI}8xyt|¬wysfyGF)wytveAi)wysutv{M|§w8t&Ai·ywA|¬tv|§)w¶|§wè|~s tveyi)HM{xysveQªIHxyeAwQªµd>xy¾i{ HJHd svitM©&)
Qt|¬h)¦¬|¬tr")wyQ|¬tv|§)wXs² ÂssttiIè|§wètveAi |¬w8tv{QQxytv|§)wZ£¿i£&|§¦§¦ sviieA£ºhxyeèX)tve
Gi{¤)sv|¬¤i±Mwy xXsui©¸xA¦Z|~s tveAi)wyi
Qt&M©tveyi)|¬w8t&
A{)A¦§ih¶² ,L .MONQP » K PRP Á,LTS ´µwtvey|§s5sviIKt|¬wZM£ i AiIs{|¬Gi/teA|~s©¸){h,)¦¬|~svhM
A
A¦§|§iItvb l
Qtv|§hM¦yp\ey)
XifliIsv|¬w©¸{5l
y){ut|§xA¦§){)i{QQr\wyMh,|~s
y{vA¦¬iIh¶² UWVYX
Z@[8\%]^_^=`Yabt }
Iwyp?{w= | I}~>tn.:
=
}
4
ãXä\ÅKÒ Ì ÅÆ`Ç Ì ÓKÓvÍÓÎÍMÆyѳÓvÍ Ö
£&eyi{i tu t } )wy t M{iwystMw8ts&tveyMtl
A{iIs{|¬Gitveyi£ i|§)e8ts&)©5tveA{iisvxAQªµ{|¬tvi{|~AA{i¦~tiItv¦¬|¬©½tI¼Q{M )wy¥sv)wy|§X\h ih,|§ssv|¬wZ²dfeAiIr¥M{iiI¤)¦¬xXtvic®\r¥sv)¦§¤\|¬wAtveAiÄCxA¦¬iI{iI}8xyMtv|§)wysM{)xAwXOtveyiDihDitv{r sv
GiI|¬·yicè8r"tveyisueXM
Gi±
yM{Mh,itvi{c² C{Ktv|~)¦¬¦§r)tveyi±)ysvi{¤t|¬w3GÀ q r |§sO
yM{vtM©fteAih,
AxQtMtv|§)wy)¦ A)hM|§w¶
A¦§ic Gi¦§£ tveAiM|§{v
A¦~Mwyi)²C´«ts-xA
A
Gi{lXxAwyA){vr |§sÂ
A¦~MwAi¦¬8suiGi¦§£ teAi)|¬{{©½tc² ©)xy{svi)A|§w
y{vicsuiIwyiM©¿sveAQ¾QsXtveAiD¤M¦§xAiDM©CteAi,pGo Ä tvi{h |~sÂ|§wQ·ywA|¬tvi,|§w®teAiD)w8tv|§w\xA)xXslI)svi)`AxQt·ywA|¬tvi ;)wy®h,iIsve Ai
GiwyQiIw8t |§w teAiQ|~sv{vitvisui²dfeAiwt{v¦`
yM{Mh,iti{ £&|§¦¬¦ZGi{i¦~tvic±tDtveAisveyM
Gi M©tveAi)|¬{{©½tc²
Sonic Boom Downwards Emission Control Box (near field)
Tail Wave
Bow Wave
Sonic Boom N−Wave (far field) p
Ê|§)xA{i®°,dfeyi sv)wA|~G8h¶²3p\¾ite )©-wAiI){)wyè©;M{·yi¦~ sveAQ¾"£f¤)i
Xtuti{wys)©Â¥svxA
Gi{suwA|§M|§{{M©½tI² p o Ä s-w8tv{)¦`XÀ q8rf² G ¸c¡M ú ú ÿ > þ ú
dfeAi¿Q|§s{iti¿É Ê5 h,QQi¦xysuicsZMwxy
8£&|§wyÄxA¦§i{su¦¬¤i{Z)
A
A¦§r8|§wAftÂMwxAwysutv{xytvxA{iIltvicsvsvi¦~t|¬w)h,
GsviI )©¼tvitv{MeAicQ{y²dfeyisveyM
GiÂ|~sfeyMwy)iI,\r,h,¤\|¬wAtveAiwAQQics/wtveAiG)xAwyyM{rD)©¼tveAih,iIsve )¦¬wAwA{vhM¦~s/tv teytXxAwyA){vr²ÂdfeAiI|¬{Q|§sv
A¦~)ih,iw8tl|~sÂtM¾iwO|§w8tv )xAw8tÂ\r¶tv{MwXsu
A|§{tv|§)wO)wyQ|¬tv|§)w¥|¬w®{Ai{&t ¤)|§ sutv¦§r{viIh,iIsveA|¬wysIF² *{Q|§iw8t )©>teAiQ|~sv{vitvi©¸xAwytv|§)wy)¦¼|§s&)h,
AxQtiI£&|¨tetveAieAiI¦¬
M©5MwO))|§wt-svrQstih¶ yxA|¬¦¬t-xysv|¬wyteAbi -xAtv)hMtv|~Â|¬ÃGiI{viIw8tv|~tv|§)w tv\ ¦
`. * ³²
UWVU
>e_\n[8dCczdC^_cai a h]cGa dfe
Om \Ai{w ·XwA|¨tiªµQ|§hDiIwysv|¬wyM¦)
Qt|¬h,|§¯It|¬w¹h,itvey\ys®{i¦§r8|§wA w)|¬w8ts"M{i |§ssvxAiI ©¸{)h tveAi p\iI}8xAiIwt|§)¦ xX)Q{t|§C{v){Mh,h,|¬wAh,itveAQQ¦¬)r)²
G)
Axy¦§){l
A{MtMtr\
Gi|§sÂtveyio r\{Qª"lh,M¾\xAwOM¦§)){|¬tveAh¶Xsvii 8*«² dfey|§sM¦§)){|¬tveAh#|¬w |¬tsy)sv|§D©¸{vh#©¸){)ssuxAh,icstveyMtteAi±{iIsv)¦§xQtv|§)wèM©fteAiQ|¬ÃGiI{viIw8t¦¬|§wAicM{|§st|¬wysM©-sutMtvi svrQstihs ;jÂi£ftvw |¬tviI{Mtv|§)w M©sutMtviMwysv)¦§xQtv|§)w M©)|§w8t ¿M{ilwyMt&iÀQ
y)wysu|§¤)i² £¿iI¤)iI{ItveA|~s&)ssvxAh,
Qtv|§)w |~s,wA)t,¤)¦¬|~ |§w l
Qtv|§hM¦-p\ey)
Xi®liIsv|¬wZ² dfey|§sD©;Ktey)s,¦§iI sv)h,iOMxQteA){stv tvt)¾èteAi¶
A{)A¦§ih xXsu|§wA þ ú)ü þ ª³{C
A{)){iIssv|¬¤i)M{/su|§hxy¦¨tMwAiI)xysuªM¦§){v|¬tveyh,s ;svii-©¸{/iÀQ)h,
A¦¬i 8 ³ § K\£&eA|~e±M{i&y)sviI,|§wteAi ©¸¦¬¦§£&|§wAt£ ,
X|¬w8ts° i HJHdÁsvrQstih t tveAièsv)h,iOtv|§h,i"|§w iIe )
Atv|§hD|§¯IMtv|§)w " Ê|¬{stclQ¤MwyiOtveAi"tvey{viIi¥iI}8xyMtv|§)wysM©teA@ |¨ti{t|¬wZ²
Ì ÓK×cØ Ì Ï Ë ÍÏQÓKѳæ ÛlÍæ àIìÏ Ì ÍIÍ KÏ\Õ F
j-iÀ8tcM|§wystiIM©Xxysu|§wA¦¬|§wAicM{)iwyi{|§¿su¦¬¤i{scxysvi Q|~s|§
A¦¬|§wAiª«sv
Xic|¬·X¿|¨ti{tv|§¤)ihr8Gi/wy)wA¦§|¬wyiIM{5sv)¦§¤)i{s ½©¸{-iÀAMh,
A¦§i)Q
XsuiIxyQ,xAwysutvic)Qrsv)¦§¤)iI{s¿©¸{-ʦ§xA|~Om¶iIey)wA|~s K² ú)ü þ ü >I ü ú þ ß þ ½
dfeyisttviic}8xyt|¬w¶sv)¦§¤)iI{ftvGi|¬w8ti){tiI|§w teAi
A{)
GsviI )
Atv|§hD|§¯iI{-|~s-)ssuxyhDic tvGiMw¶|¬tvi{t|¬¤i·AÀQiI
G)|§w8t&)wAi²´«t-{viI¦¬|§iIsfwÒyÕ Ì ÏyÇ)ÍMå Ì Ñ«ÍMƱsti
¶)w¤M{|§)A¦¬i ° "
? $