Kinematic Optimization of Energy Extraction Efficiency for Flapping Airfoil by using Response Surface Method and Genetic Algorithm

Publish Year: 1402
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: English
View: 97

This Paper With 15 Page And PDF Format Ready To Download

  • Certificate
  • من نویسنده این مقاله هستم

این Paper در بخشهای موضوعی زیر دسته بندی شده است:

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Paper:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-16-5_003

تاریخ نمایه سازی: 20 اسفند 1401

Abstract:

In this paper, numerical simulations have been performed to study the performance of a single fully activated flapping wing serving as energy harvester. The aims of the paper are predicting and maximizing the energy extraction efficiency by using optimization methodology. The metamodeling and the genetic algorithms are applied in order to find the optimal configuration improving the efficiency. A response surface method (RSM) based on Box–Behnken experimental design and genetic algorithm has been chosen to solve this problem. Three optimization factors have been manipulated, i.e. the dimensionless heaving amplitude h۰, the pitching amplitude θ۰ and the flapping frequency f. The ANSYS FLUENT ۱۴ commercial software has been used to compute the governing flow equations at a Reynolds number of ۱۱۰۰, while the flapping movement combined from heaving and pitching of the NACA۰۰۱۵ foil has been carried out by using an in house user-defined function (UDF). A maximum predicted efficiency of ۳۴.۰۲% has been obtained with high accuracy of optimal kinematic factors of dimensionless heaving amplitude around the chord, high pitching amplitude and low flapping frequency of ۰.۳۰۴ hertz. Results have also showed that the interaction effect between optimization factors is important and the quadratic effect of the frequency is strong confirming the great potential of the applied optimization methodology.

Authors

M. Maatar

Aeronautics and Propulsive Systems Laboratory, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Mechanics, University of Sciences and Technology of Oran Mohamed Boudiaf, BP. ۱۵۰۵ Oran El M&#۰۳۹;Naouer, ۳۱۰۰۰ Oran, Algeria

M. Mekadem

LMF, Ecole Militaire Polytechnique (EMP), B.P ۱۷ Bordj-el-Bahri, ۱۶۱۱۱, Algiers, Algeria

M. Medale

IUSTI Laboratory, UMR ۷۳۴۳ CNRS-University of Aix-Marseille Technopole de Chateau-Gombert, ۵ rue Enrico Fermi ۱۳۴۵۳ MARSEILLE, Cedex ۱۳, France

B. Imine

Aeronautics and Propulsive Systems Laboratory, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Mechanics, University of Sciences and Technology of Oran Mohamed Boudiaf, BP. ۱۵۰۵ Oran El M&#۰۳۹;Naouer, ۳۱۰۰۰ Oran, Algeria

مراجع و منابع این Paper:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :
  • Anderson, J. M., K. Streitlien, D. S. Barrett and M. ...
  • Betiku, E., V. O. Odude, N. B. Ishola, A. Bamimore, ...
  • Boudis, A., H. Oualli, A. Benzaoui, O. Guerri, A. C. ...
  • Box, G. E. P. and D. W. Behnken (۱۹۶۰). Some ...
  • Dharma, S. M. H. H., H. H. Masjuki, H. C. ...
  • Goldberg, D. E. (۲۰۰۰). The Design of Innovation: Lessons from ...
  • Haftka, R. T. (۱۹۹۶). Response surface approximations for structural optimization ...
  • Holland, J. H. (۱۹۹۲). Genetic Algorithms. Scientific American. ۲۶۷(۱), ۶۶-۷۳ ...
  • Ji, T., F. Jin, F. Xie, H. Zheng, X. Zhang ...
  • Kinsey, T. and G. Dumas (۲۰۰۸). Parametric study of an ...
  • Li, Y., T. Liu, Y. Wang and Y. Xie (۲۰۲۲). ...
  • Liu, Z., K. S. Bhattacharjee, F. Tian, J. Young, T. ...
  • Ma, P., Y. Wang, Y. Xie and J. Zhang (۲۰۱۸). ...
  • McKinney, W. and J. DeLaurier (۱۹۸۰). Wingmill: an oscillating-wing windmill. ...
  • Myers, R. H., D. C. Montgomery, G. Geoffrey Vining, C. ...
  • Park, H. S. and X. P. Dang (۲۰۱۰). Structural optimization ...
  • Platzer, M. F., M. A Ashraf, J. Young and J. ...
  • Shukla, L. and A. Nishkam (۲۰۱۴). Performance optimization, prediction, and ...
  • Xiao, Q., W. Liao, S. Yang and Y. Peng (۲۰۱۲). ...
  • Xu, B., Q. Ma and D Huang (۲۰۲۱). Research on ...
  • Zheng, H., F. Xie, T. Ji, Z. Zhu and Y. ...
  • Zheng, H., F. Xie, T. Ji and Y. Zheng (۲۰۲۰b). ...
  • Zhu, B. (۲۰۱۹). Energy extraction properties of a flapping wing ...
  • Zhu, B., Y. Huang and Y. Zhang (۲۰۱۸). Energy harvesting ...
  • Zhu, J. and T. Tian (۲۰۱۷). The time asymmetric pitching ...
  • نمایش کامل مراجع