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Unsere Forschungsexperten

Thomas Economon, Ph.D.

Simulationsbasiertes Design: auf zu neuen Performance-Ufern

„Wir entwickeln Methoden und Softwaretools, die eine breitere Anwendung der simulationsbasierten Entwicklung und Konstruktion ermöglichen.“

Thomas Economon, Ph.D., Leitender Wissenschaftler

Als Senior Research Scientist bei Robert Bosch, LLC im kalifornischen Sunnyvale beschäftige ich mich mit Fragen der Multiphysik-Simulation und -Optimierung. Meinen Ph. D und MS in Luft- und Raumfahrt habe ich an der Stanford University, Kalifornien, den Bachelor of Science in Raumfahrttechnik an der University of Notre Dame, Indiana, erworben. Mein Forschungsinteresse gilt der numerischen Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics, CFD), der Formoptimierung anhand von adjungierten Methoden und dem High Performance Computing (HPC). Ich war an der Entwicklung der quelloffenen SU2-Software für Multiphysik-Analyse und -Design beteiligt und engagiere mich heute an deren Pflege.

Lebenslauf

Robert Bosch LLC

2017

Senior Research Scientist

Entwicklung einer Methodik und Software für Multiphysik-Simulation und -Design von Bosch-Produkten

Stanford University

2014

Postdoktorandenstipendium

Leiter der Entwicklung einer in neue Programmiermodelle integrierten Multiphysik-Software, mit der sich partikelbeladene Strömungen auf modernsten Exascale-Supercomputern simulieren lassen

Ausgewählte Publikationen

  • Simulation and Adjoint-based Design for Variable Density Incompressible Flows with Heat Transfer

    T. D. Economon (2018)

    Simulation and Adjoint-based Design for Variable Density Incompressible Flows with Heat Transfer
    • AIAA Paper 2018-3111
  • Veröffentlichungen

    R. Sanchez et al. (2018)

    Coupled adjoint‐based sensitivities in large‐displacement fluid‐structure interaction using algorithmic differentiation
    • R. Sanchez, T. Albring, R. Palacios, N. R. Gauger, T.D. Economon, J.J. Alonso
    • Int J Numer Meth Engng., vol. 113, issue 7, p. 1081–1107 /
  • Veröffentlichungen

    T. D. Economon et al. (2017)

    Adjoint Formulation Investigations of Benchmark Aerodynamic Design Cases in SU2
    • T.D. Economon, J.J. Alonso, T. Albring, N. Gauger
    • AIAA Paper 2017-4363
  • Veröffentlichungen

    E. S. Molina et al. (2017)

    Hybrid RANS/LES Calculations in SU2
    • E. S. Molina, C. Spode, R. Gil Annes da Silva, D. Manosalvas-Kjono, S. Nimmagadda, T. D. Economon, J. J. Alonso, M. Righi
    • AIAA Paper 2017-4284
  • Veröffentlichungen

    M. Pini et al. (2017)

    SU2: the open-source software for non-ideal compressible flows
    • M. Pini, S. Vitale, P. Colonna, G. Gori, A. Guardone, T. D. Economon, J. J. Alonso, F. Palacios
    • Journal of Physics: Conference Seriesvol. 821, issue 1
  • Veröffentlichungen

    T. D. Economon et al. (2016)

    Performance optimizations for scalable implicit RANS calculations with SU2
    • T. D. Economon, F. Palacios, J. J. Alonso, G. Bansal, D. Mudigere, A. Deshpande, A.Heinecke, M. Smelyanskiy
    • Computers and Fluids, vol. 129, S. 146-158
  • Veröffentlichungen

    T. D. Economon et al. (2016)

    SU2: An Open-Source Suite for Multi-Physics Simulation and Design
    • T. D. Economon, F. Palacios, S.R. Copeland, T.W. Lukaczyk, J.J Alonso
    • AIAA Journal, vol. 54, issue 3, S. 828-846
  • Veröffentlichungen

    T. D. Economon et al. (2015)

    Unsteady Continuous Adjoint Approach for Aerodynamic Design on Dynamic Meshes
    • T. D. Economon, F. Palacios, J. J. Alonso
    • AIAA Journal, vol. 53, issue 9, S. 2437-2453
  • Veröffentlichungen

    F. Palacios et al. (2015)

    Large-scale aircraft design using SU2
    • F. Palacios, T. D. Economon, A. Wendorff, J. J. Alonso
    • AIAA Paper 2015-1946
  • Veröffentlichungen

    Y. Zhou et al. (2015)

    A Discrete Adjoint Framework for Unsteady Aerodynamic and Aeroacoustic Optimization
    • Y. Zhou, T. Albring, N. Gauger, T. D. Economon, F. Palacios, J. J. Alonso
    • AIAA Paper 2015-3355
  • Veröffentlichungen

    F. Palacios et al. (2014)

    Stanford University Unstructured (SU2): Open-source analysis and design technology for turbulent flows
    • F. Palacios, T. D. Economon, A. C. Aranake, S. R. Copeland, A. K. Lonkar, T. W. Lukaczyk, D. E. Manosalvas, K. R. Naik, A. S. Padron, B. Tracey, A. Variyar, A., J. J. Alonso
    • AIAA Paper 2014-0243
  • Veröffentlichungen

    T. D. Economon et al. (2012)

    A Coupled-Adjoint Method for Aerodynamic and Aeroacoustic Optimization
    • T. D. Economon, F. Palacios, J. J. Alonso
    • AIAA Paper 2012-5598

Interview

Thomas Economon, Ph.D.

Thomas Economon, Ph.D.

Leitender Wissenschaftler

„Erzählen Sie doch mal: was fasziniert Sie an der Forschung?“

Bei der Forschung dreht sich alles um den Wissensgewinn – eine Aufgabe, die meiner Ansicht nach kaum einmal langweilig wird. Ich finde es ungemein motivierend, dass es immer wieder neue Konzepte und Methoden gibt, die auf ihre Entdeckung warten. Forschung ist in vielerlei Hinsicht auch kreativ und geradezu künstlerisch: Neu entwickelte Methoden und Programme können ästhetisch sehr ansprechend sein. Meistens gibt es kein Schema F, dem man folgen könnte, und niemanden, der einem sagen könnte, wie der nächste Schritt auszusehen hat. Forschung kann manchmal frustrierend sein, aber wenn dann der Durchbruch gelingt, macht das alle Mühen wett.

Thomas Economon, Ph.D.

Thomas Economon, Ph.D.

Leitender Wissenschaftler

„Was macht die Forschung bei Bosch besonders?“

Bosch sucht nach Lösungen für viele drängende Probleme unserer Zeit, zu denen die Sicherung von Mobilität, Energieversorgung und lebenswichtigen Ressourcen wie z. B. Luft, Wasser und Nahrung für künftige Generationen gehört. Zu wissen, dass aus der Bosch-Forschung gesellschaftlich verantwortungsvolle Produkte hervorgehen, ist für mich eine wichtige Motivation. Dabei bleibt Bosch immer offen für die verschiedenen Ansätze und Instrumente, die zur Erreichung dieser Ziele notwendig sind, seien es neue Arbeitsparadigmen, Open-Source-Software oder moderne Formen der Kollaboration. Ein weiterer Vorteil der Bosch-Forschung liegt in der ausgeprägten Internationalität und Diversität: Wir arbeiten in grenzüberschreitenden Teams mit sehr unterschiedlichen Mitgliedern, die alle wertvolle Fähigkeiten und verschiedene Perspektiven einbringen.

Thomas Economon, Ph.D.

Thomas Economon, Ph.D.

Leitender Wissenschaftler

„Woran forschen Sie bei Bosch?“

Mein Forschungsfokus liegt auf der Entwicklung neuer simulationsbasierter Designverfahren für technische Systeme mit besonderem Schwerpunkt auf der numerischen Strömungsmechanik (CFD), adjungierten Methoden für die Entwurfsoptimierung und High Performance Computing. Die Engineering-Branche ist regelmäßig auf diese rechnergestützten Verfahren angewiesen, um z. B. Automotive-Komponenten, Turbomaschinen oder Flugzeuge zu analysieren und zu entwickeln. Dabei lautet das Ziel jedoch nicht einfach, die Performance einer Komponente an einem bestimmten Entwicklungspunkt zu simulieren. Vielmehr muss berechnet werden, wie zentrale Leistungsmetriken auf den Sollwert wie z. B. die Geometrieform reagieren, um zu verstehen, wie das Design verändert werden muss, um zu einer besseren Performance zu gelangen. Wir erarbeiten Designmethoden, die zum Teil gleich mehrere neue physikalische Modelle beinhalten, und indem wir skalierbare, äußerst leistungsfähige Softwareimplementierungen dieser Methoden entwickeln. Gemeinsam mit anderen Experten aus internationalen Forschungseinrichtungen sind wir federführend bei der Entwicklung von Open-Source-Softwaretools.

Thomas Economon, Ph.D.

Thomas Economon, Ph.D.

Leitender Wissenschaftler

„Was sind die größten wissenschaftlichen Herausforderungen in Ihrem Forschungsfeld?“

Angesichts der ständig steigenden Rechenressourcen werden wir bei Entwurfsaufgaben nicht mehr auf einzeldisziplinäre, stationäre und realitätsnahe Simulationen angewiesen sein. Designer werden sehr viel mehr Freiheit bei ihren Simulationen haben und die Palette der Anwendungen, die innerhalb realistischer Entwicklungszeiten bearbeitbar sind, deutlich erweitern können, z. B. auf ressourcenintensive, großmaßstäbliche Multiphysik-Anwendungen oder zeitkritische Problemstellungen. Die bloße Verfügbarkeit massiver Rechenressourcen wird jedoch nicht ausreichen, um das simulationsbasierte Design maßgeblich voranzubringen. Signifikante Verbesserungen sind auch bei den grundlegenden Algorithmen für CFD-Anwendungen notwendig, die in den Bereich der angewandten Mathematik fallen, wie beispielsweise verbesserte Diskretisierungen, Problemlöser und Methoden für die Sensitivitätsanalyse. Für realitätsnahe, multidisziplinäre Analyse- und Designvorhaben müssen diese grundlegenden Bausteine in effizienten Software-Frameworks zusammengefasst und organisiert werden. Im Interesse einer industriellen Verwertbarkeit müssen die Codes mit immer neuer Computerhardware eine maximale Leistung erzielen können.

Thomas Economon, Ph.D.

Thomas Economon, Ph.D.

Leitender Wissenschaftler

„Wie werden Ihre Forschungsergebnisse zu "Technik fürs Leben"?“

Ich bin fest davon überzeugt, dass ein erfolgreiches Forschungsprogramm auf den Gebieten Modellierung, Simulation und Optimierung in der Lage ist, die Designprozesse zu revolutionieren und die nächste Generation an effizienten Bosch-Produkten für reine Luft, sauberes Wasser sowie nachhaltige Energie und Mobilität hervorzubringen. Diese Forschung wird nicht nur die Entwurfszyklen verkürzen und die Performance bestehender Produkte verbessern, sondern auch völlig neue Designmethoden ermöglichen, mit denen sich große und bisher unlösbare Herausforderungen lösen lassen. Mit seiner „Technik fürs Leben“ verbessert Bosch das Leben der Menschen. Jedes Mal, wenn wir die Leistung eines Produkts optimieren, tragen wir direkt zur Umsetzung dieser Mission bei. Jedes Mal, wenn wir die Effizienz eines Bosch-Bauteils durch Optimierung erhöhen, und sei es auch nur um ein Prozent, verbessern wir das Leben der Nutzer und leisten einen Beitrag zum schonenderen Umgang mit unserem Planeten.

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