طراحی و مدل‌سازی دینامیکی ریزپرنده الهام‌گرفته از سنجاقک و تعیین بهینه‌ترین بال مصنوعی از نظر نسبت لیفت به درگ از طریق شبکه عصبی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم پزشکی اصفهان

2 دانشگاه علوم پزشکی بقیه‌الله

3

doi
10.22034/jtae.2025.9.3.4
چکیده

در این پژوهش، با الهام از مکانیزم پرواز پیچیده سنجاقک، یک ریزپرنده باقابلیت مانور بالا طراحی شده و یک ماکت اولیه از این ریزپرنده با بهره‌گیری از تکنولوژی پرینت سه‌بعدی تولید گردیده است. برای مدل‌سازی دقیق حرکت بال‌ها و دینامیک پرواز، از روش لاگرانژ استفاده شده و معادلات حرکت استخراج شده‌اند. به‌منظور تحلیل عمیق‌تر عملکرد آیرودینامیکی بال، از نرم‌افزار قدرتمند کامسول برای شبیه‌سازی جریان سیال اطراف بال استفاده شده‌است. توزیع فشار و سرعت بر روی سطح بال بادقت بالایی بررسی شده‌است. باهدف بهینه‌سازی هندسه بال و افزایش نسبت لیفت به درگ، یک شبکه عصبی مصنوعی چندلایه طراحی و آموزش‌داده‌شده‌است. داده‌های آموزشی این شبکه از نتایج شبیه‌سازی‌های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) استخراج شده‌اند. شبکه عصبی آموزش‌دیده، قادر است عملکرد آیرودینامیکی طرح‌های مختلف بال را بر اساس پارامترهای هندسی آن‌ها بادقت بالایی پیش‌بینی نماید. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ها و فرایند بهینه‌سازی نشان می‌دهد که بال طراحی شده، عملکرد آیرودینامیکی به‌مراتب بهتری نسبت به مدل‌های قبلی دارد. این پژوهش گامی مهم در جهت توسعه نسل جدیدی از سیستم‌های پرنده کوچک و چابک با کاربردهای گسترده در زمینه‌های نظارتی، جستجو و نجات، و تحقیقات زیست‌شناسی به شمار می‌آید.