بهینه‌سازی ایرفویل یک پهپاد ارتفاع متوسط با مداومت پروازی طولانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

3 دانشیار، گروه مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

چکیده

جهت دستیابی به مداومت پروازی طولانی بازده آیرودینامیکی بالایی مورد نیاز می‌باشد. می‌توان با بهینه سازی ایرفویل بازده آیرودینامیکی آن را افزایش داد. پس از تحقیق در مورد روش‌های بهینه سازی از الگوریتم گردیانی جهت انجام بهینه سازی استفاده شده است. در این مقاله ایرفویل GOE 493 جهت استفاده در پهپادِ ارتفاع متوسط با مداومت پروازی طولانی بهینه سازی شده است. برای شبکه‌بندی میدان حل حول ایرفویل، از شبکه باسازمان و نرم افزار آی سی ام سی اف دی استفاده شده است. برای شبیه‌سازی عددی جریان مغشوش بعد از بررسی مدل‌های آشفتگی مختلف و مقایسه نتایج حاصل از آن‌ها با نتایج تجربی، از مدل k-kl-omega و روش حجم محدود به همراه الگوریتم کوپل شده استفاده شده است. پس از تحقیق، الگوریتم الحاقی جهت این بهینه‌سازی استفاده شده است. تابع هدف در این بهینه‌سازی بازده آیرودینامیکی بوده است. نتایج حاصل برای ایرفویل بهینه شده نشان می‌دهد که بازده آیرودینامیکی در حالت کروز، 2 برابر نسبت به حالت اولیه افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Pironneau , Optimal Shape Design for Elliptic Systems, pp. 42- 66, Springer, 1982.
  • Jameson A., Aerodynamic design via control theory, Scientific Computing, Vol. 3, No. 3, pp. 233-260, 1988.
  • Jameson A., Re-engineering the design process through computation, Aircraft, Vol. 36, No. 1, pp. 36-50, 1999.
  • Jameson A., Optimum aerodynamic design using CFD and control theory, AIA Paper, Vol. 1729, No. 1, pp. 124-131, 1995.
  • Jameson A., Martinelli L., Pierce N., Optimum aerodynamic design using the Navier–Stokes equations, Theoretical and Computational Fluid Dynamics, Vol. 10, No. 4, pp. 213-237, 1998.
  • Bueno-Orovio A., Castro C., Palacios F., Zuazua E., Continuous adjoint approach for the Spalart-Allmaras model in aerodynamic optimization, AIAA Journal, Vol. 50, No. 3, pp. 631-646, 2012.
  • Luo J., Xiong J., Liu F., Aerodynamic design optimization by using a continuous adjoint method, SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy, Vol. 57, No. 7, pp. 1363-1375, 2014.
  • Anderson W. K., Venkatakrishnan V., Aerodynamic design optimization on unstructured grids with a continuous adjoint formulation, Computers & Fluids, Vol. 28, No. 4, pp. 443-480, 1999.
  • Economon T. D., Optimal Shape Design Using an Unsteady Continuous Adjoint Approach, PhD Thesis, University of Staford, Stanford, 2014.
  • Lozano C., Palacios F., Zuazua E., Systematic continuous adjoint approach to viscous aerodynamic design on unstructured grids, AIAA Journal, Vol. 45, No. 9, pp. 2125-2139, 2007.
  • Giampietro CARPENTIERI , An Adjoint-Based Shape-Optimization Method for Aerodynamic Design, 2009
  • Luo J., Xiong J., Liu F., Aerodynamic design optimization by using a continuous adjoint method, SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy, Vol. 57, No. 7, pp. 1363-1375, 2014.
  • Lei, Juanmian, Jiandong, Adjoint-Based Aerodynamic Shape Optimization for Low Reynolds Number Airfoils, Journal of Fluids Engineering, Vol. 138, No. 2, pp. 210-221, 2016.
  • Wang K., Adjoint-based airfoil optimization with adaptive isogeometric discontinuous Galerkin method, Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. (2018)
  • https://turbmodels.larc.nasa.gov/naca0012_Val.html

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار