بهینه سازی آیرودینامیکی سطح مقطع بال با استفاده از روش گرادیانی

با پیشرفت تکنولوژی و افزایش سرعت کامپیوترها، مکانیک سیالات محاسباتی به عنوان بخشی مهم در روند طراحی تبدیل شده است . امروزه یافتن یک مدل بهینه میان مدلهای موجود، دیگر مستلزم آزمایشات متعدد در تونل باد نمی باشد . سالهاست که روشهای عددی بهینه سازی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته اند و روشهای گرادیانی به عنوان روشی مؤثر در بهینه سازی آیرودینامیکی شناخته شده است . در این مطالعه نیز از یک روش گرادیانی برای بهینه سازی آیرودینامیکی ایرفویل استفاده شده است . روش بهینه سازی ارائه شده در این م قاله تابع هدف را با استفاده از حل متوالی معادلات درجه دوم مینیمم می کند . در هر دوره ی حل، زیر برنامه ی بهینه سازی بردار طراحی را تغییر داده، میدان حل توسط زیر برنامه تولید شبکه، شبکه بندی شده و جریان حل می شود . در آخر تابع هدف محاسبه می شود و تأثیر تغییرات بردار طراحی روی آن ملاحظه می گردد، با توجه به تأثیر تغییرات، بردار طراحی در جهت مینیمم سازی تابع هدف تغییر می کند تا در نهایت یک مدل بهینه حاصل گردد . معادلات حاکم، معادلات اویلر برای حل یک میدان جریان دو بعدی و تراکم پذیر می باشند و از یک روش حجم محدود بر پایه ی شبکه بندی بی سازمان برای حل معادلات استفاده شده است . برای محاسبات شارها روش رو ١ و برای پیشروی در زمان از رانگ - کوتا ٢ مرتبه ۴ بهره جسته شده است . این روند برای بهینه سازی ایرفویل اولیه ناک0012 در سه رژیم مختلف پروازی اعمال شده است . مزیت این روش نسبت به روشهای مشابه سرعت همگرایی بالای آن می باشد .

Keywords:

مکانیک سیالات محاسباتی , بهینه سازی , گرادیان تابع هدف , متغیرهای طراحی