طراحی بهینه یک شیار محیطی بر اساس بهبود عملکرد کمپرسور محوری گذرصوتی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی، شبکه های عصبی و الگوریتم ژنتیک چندهدفه
نویسندگان
1 استادیار، گروه مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران
2 دانشیار، گروه مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران
3 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران
doi
چکیده
هدف این مقاله طراحی بهینه یک شیار محیطی برای کمپرسور گذرصوتی روتور 37 ناسا است. پارامترهای طراحی شامل عمق، عرض و موقعیت قرارگیری شیار و توابع هدف شامل حاشیه وامانش و راندمان بیشینه میباشند و از نسبت فشار وامانش به عنوان معیاری برای انتخاب طرح بهینه استفاده شده است. مدلسازی ریاضی کمپرسور که شامل برقراری رابطه بین متغیرهای طراحی و توابع هدف میباشد، با استفاده از شبکههای عصبی صورت گرفته است. به منظور آموزش شبکههای عصبی، از نتایج حاصل از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای 123 نقطه طراحی استفاده شده است. در ادامه، طراحی بهینه به وسیله الگوریتم ژنتیک چند هدفه انجام شده است که منجر به مجموعهای از پاسخهای بهینه (پرتو فرانت) گردیده است. پس از مرتبسازی این مجموعه بر اساس بیشترین حاشیه وامانش، اولین پاسخی که نسبت فشار وامانش آن بیشتر از نسبت فشار وامانش حالت پوسته صاف بود به عنوان پاسخ نهایی انتخاب گردید. شبیهسازی این طرح نشان داد که شیار بهینه منجر به افزایش 2/6 درصدی حاشیه وامانش میشود و تأثیر بسیار ناچیزی بر راندمان کمپرسور دارد.