طراحی بهینه چندموضوعی پیکربندی یک کپسول فضایی زیستی زیرمداری
نویسندگان
1 دانشجو دکتری، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران
2 استادیار، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران.
3 نویسنده مسئول: استادیار، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران
doi
10.47176/AM.2025.1474چکیده
در این مقاله، طراحی بهینه چندموضوعی پیکربندی یک کپسول زیستی بازگشتی انجام میشود. در این فرآیند، کلیه موضوعات طراحی مرتبط با پیکربندی و اهداف سازهای نظیر کمینهسازی تغییرشکل سازه، بیشینهسازی فرکانس طبیعی اول سازه و بیشینهسازی ضریب بار کمانشی سازه، مدنظر گرفته میشوند؛ بنابراین، موضوعات طراحی شامل هندسه، آیرودینامیک، مسیر، گرمایش و سازه انتخاب میشوند. در این راستا، با توجه به فضای طراحی تعریفشده توسط حدود مجاز متغیرهای هندسی کپسول زیستی، مدلهای جایگزین با استفاده از روش ترکیبی کریگینگ-سطح پاسخ (RSM) استخراج میشود. پس از مدلسازی موضوعات طراحی و تهیه مدلهای جایگزین، نقطه طراحی بهینه به کمک الگوریتم ژنتیک (GA) شناسایی میشود. برای حل این مسئله از چارچوب چندموضوعی همه در یک مرحله (AAO) استفاده میشود. رویکردهای بهینهسازی مسئله شامل کمینهسازی جرم، بیشینهسازی پارامتر پسای فاز برگشت (CDA)، بیشینهسازی راندمان حجمی، کمینهسازی ضریب بالستیک، بیشینهسازی پایداری استاتیک طولی، کمینهسازی تغییرشکل سازهای، بیشینهسازی حجم داخلی، بیشینهسازی فرکانس طبیعی اول سازه و بیشینهسازی ضریب بار کمانشی سازه میباشند. نتایج نشان داد که استفاده از روش مدل جایگزین ترکیبی، دقت مدلهای جایگزین در فرآیند بهینهسازی را به میزان قابلتوجهی (دقت به بیش از 90 درصد میرسد) بهبود میبخشد. در پایان، نتایج پیکربندیهای مختلف حاصل از روش حاضر با نتایج تست پروازی پیکربندی کپسول زیستی بومی مقایسه شد که مطابقت مطلوبی در کلیت پارامترهای مسیر پروازی کپسولها را نشان داد.
