طراحی بهینه چندهدفه کانتور کامل نازل ماوراء صوت یک تونل شوک
نویسندگان
1 عضو هیات علمی / پژوهشگاه هوافضا
2 دانشجوی دکترا / پژوهشگاه هوافضا
doi
چکیده
در این مقاله با یک رویکرد سیستمی-سیالاتی به طراحی بهینه نازل ماوراء صوت برای استفاده در یک تونل شوک پرداخته شده است. پس از تعیین الزامات و مراحل طراحی مفهومی و طراحی اولیه با استفاده از یک روش مدرن از الگوریتم ژنتیک و دینامیک سیالات محاسباتی جهت بهینهسازی کانتور نازل ماوراء صوت بهره گرفته شده است. در روش بهینهسازی که در این مقاله در پیش گرفته شده است کل منحنی نازل به صورت یکپارچه با تعدادی نقطه کنترلی به صورت پارامتریک بیان میشود و تحت استراتژی بهینهسازی ژنتیک تا رسیدن به منحنی بهینه نهایی با حلگر لزج ناویر استوکس و یک مدل آشفتگی دو معادلهای مورد ارزیابی قرار میگیرد. در این رویکرد از آنجایی که ارزیابی توابع هدف با شبیهسازی عددی انجام میشود برای کاهش زمان فرایند بهینهسازی، هم در روش عددی و هم در الگوریتم ژنتیک، از پردازش موازی استفاده شده است. همچنین در این فرایند، از اسکالرسازی سه تابع هدف یعنی کمترین افت فشار کل، یکنواختی عدد ماخ و کمترین انحراف جریان محوری در خروجی نازل بهره گرفته شده است. در نهایت کانتور نازل بهینه، بهبود عملکرد قابل توجهی نسبت به نازل اولیه حاصل میکند و کارامدی این روش را به خوبی نشان میدهد.
