بهینه سازی هندسه بالک برای گرمایش آیرودینامیکی کمینه با استفاده از الگوریتم ژنتیک

در این مقاله چگونگی تهیه ابزار بهینه سازی هندسه بالک وسایل پرنده ماوراء صوتی برای کمینه کردن گرمایش آیرودینامیکی به همراه نتایج آن مورد بررسی قرار گرفته است. در اینجا ابتدا یک برنامه محاسبه گر برای محاسبه ضرایب آیرودینامیکی و محاسبه گرمایش آیرودینامیکی روی بالک تهیه شده است. در این برنامه ابتدا با استفاده از روش های تحلیلی شوک – انبساطی با لحاظ اثرات گاز، تعادلی، خواص ترمودینامیکی در لبه خارجی لایه مرزی روی بالک محاسبه می شوند. سپس با استفاده از این خواص نیروهای آیرودینامیکی ونیز گرمایش ایرودینامیکی با استفاده از روش های نیمه تجربی بکویت و اکرت محاسبه می شوند. نتایج این برنامه ها با نتایج موجود در منابع مختلف اعتبارسنحی شد که همخوانی خوبی ملاحظه شده است. در ادامه یک برنامه بهینه ساز بر پایه روش الگوریتم ژنتیک پیوسته برای یافتن نقطه بهینه سراسری تهیه گردید. با مزدوج کردن این دو برنامه کار بهینه سازی هندسی چند نوع بالک برای کمینه کردن گرمایش آیرودینامیکی لبه حمله با فرض عدم کاهش ضریب برآ انجام شده است. در همع موارد نتایج بهینه سازی با انتظارات تئوریک همخوانی داشته است و مشاهده شده که گرمایش آیرودینامیکی لبه حمله از 17 تا 21 برابر کاهش یافته و اگرچه بهینه سازی تنها برای کمینه کردن گرمایش لبه – حمله انجام شده لیکن در همه موارد گرمایش روی سراسر سطح بالک نسبت به حالت اولیع کاهش یافته است. همچنین ضریب پساب بالک ها 26 تا 52 درصد نسبت به حالات اولیه کاهش یافته است.

Keywords:

جریان ماوراء صوت , گرمایش آیرودینامیکی , بهینه سازی , الگوریتم ژنتیک