ماکزیمم سازی کارایی آیرودینامیکی با Adjoint Solver، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

۱,۴۵۲,۰۰۰ تومان تخفیف دانشجویی

  • این مسئله به صورت عددی نسبت نیروی لیفت به درگ، یعنی کارایی آیرودینامیکی را بر روی یک ایرفویل ساده با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت بهینه سازی می کند.
  • مدل دو بعدی را توسط نرم افزار Design Modeler طراحی کرده ایم و سپس با نرم افزار ANSYS Meshing آن را مش بندی کردیم.
  • نوع مش بدون سازمان است و تعداد سلول های محاسباتی برابر با 207521 است.
  • هدف ما در این پروژه، این بوده است که کارایی آیرودینامیکی را در یک شبیه سازی سه مرحله ای به حداقل برسانیم.
  • برای تجزیه و تحلیل آنالیز حساسیت هندسه، از Adjoint Solver استفاده  کرده ایم.
  • بهینه سازی طراحی با بهینه ساز مبتنی بر گرادیان انجام شده است.
  • ما از تابع پایه شعاعی (RBF) برای اعمال مش مورفینگ، استفاده کرده ایم.

بر روی افزودن به سبد خرید کلید کرده و فایل های هندسه، مش و فیلم آموزشی جامع را دریافت کنید.

برای سفارش پروژه خود و یا بهره مندی از مشاوره رایگان، با کارشناسان ما از طریق ایمیل (info@ansysfluent.ir)، پشتیبانی آنلاین و یا واتس اپ (09126238673) در ارتباط باشید.

برای کنترل کیفیت خدمات ما میتوانید از محصولات رایگان استفاده کنید.

اگر به ویدیو آموزشی هندسه و مش یک محصول نیاز دارید، میتوانید این گزینه را انتخاب کنید.

در صورتی که نیاز به مشاوره تخصصی از طریق فیلم آموزشی دارید، این گزینه پشتیبانی فنی 1 ساعته در اختیار شما قرار می دهد.

توضیحات

شرح پروژه ماکزیمم سازی کارایی آیرودینامیکی با Adjoint Solver

در این پروژه به ماکزیمم سازی کارایی آیرودینامیکی (نسبت نیروی لیفت به درگ)  با روش مش مورفینگ، با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم.  هدف ما بهینه‌سازی طراحی این مدل با استفاده از  Adjoint Solver و بهینه‌ساز مبتنی بر گرادیان (Gradient-Based Optimizer) است.
بررسی عملکرد ایرفویل ها یکی از موضوعات پرطرفدار در علم آیرودینامیک برای مهندسان و طراحان است. طراحی بهینه در عملکرد آیرودینامیکی بسیار مهم است. دو نیروی مهم آیرودینامیکی عبارتند از درگ و لیفت. نیروی درگ در جهت جریان اعمال می شود و نیروی لیفت عمود ر جریان است. از آنجایی که نیروی درگ بر خلاف جهت حرکت ایرفویل است، شتاب آن را کاهش می دهد. از آنجایی که نیروی لیفت رو به بالا است، عامل مثبتی در غلبه بر نیروی وزن است. بنابراین کاهش نیروی درگ و افزایش نیروی لیفت باعث بهبود عملکرد ایرفویل می شود.
در نتیجه، در این پروژه، هدف ما افزایش نسبت نیروی لیفت به درگ، یعنی کارایی آیرودینامیکی ایرفویل است. این شبیه سازی در سه مرحله انجام شده است.
هندسه این پروژه توسط نرم افزار ANSYS Design Modeler طراحی شده است و شبکه بندی آن را با نرم افزار ANSYS Meshing انجام دادیم. شبکه بدون سازمان بوده و تعداد سلول های محاسباتی آن 207521 سلول است.

روش های استفاده شده

ما در این پروژه از حل کننده الحاقی برای به دست آوردن داده های حساس ( sensitive data) استفاده کردیم. برای این منظور نسبت لیفت به درگ را به عنوان عملیات (Operation) تعریف کردیم. سپس از داده های حساسیت برای حل بهینه ساز مبتنی بر گرادیان استفاده کردیم. قبل از حل بهینه ساز مبتنی بر گرادیان، تنظیماتی را در تب Design Tool انجام دادیم.
در قسمتی از ناحیه که باید اصلاح شود، دیوار ایرفویل را برای تغییر شکل تعیین کردیم. سپس اطراف این ایرفویل یک منطقه مستطیلی ایجاد کردیم. ما این مستطیل را ناحیه ای از دامنه در نظر گرفتیم که قرار است هندسه و تغییرات مش رخ دهد. هنگامی که هندسه تغییر شکل می‌دهد و مرزهای آن جابه‌جا می‌شود، مش اطراف این ناحیه تغییر می‌کند. برای اعمال تغییرات مش از تکنیک Mesh Morphing استفاده کردیم.
سه روش برای شکل دهی مش وجود دارد: چند جمله ای، درون یابی مستقیم و توابع پایه شعاعی (RBF). در این پروژه از RBF برای شکل دهی مش استفاده کردیم. برای تابع پایه شعاعی، تغییر شکل مش از نقاط کنترل، درون یابی می شود. در قسمت Objective مقدار تغییرات عملیات را تعیین کردیم. به این ترتیب نسبت لیفت به درگ  0.05 درصد افزایش می یابد. ما Design Number را روی ده قرار دادیم، بنابراین می توان کاهش 0.05٪ در نسبت را در ده مرحله مشاهده کرد.

نتایج

همانطور که گفتیم شبیه سازی حاضر در سه مرحله متوالی انجام می شود. بنابراین ما نتایج را در سه مرحله بررسی کردیم.

در شبیه سازی جریان معمولی، کانتورهای سرعت و فشار را به دست آوردیم. این کانتور ها توزیع سرعت و فشار را در داخل دامنه نشان داد. ما حساسیت را در حل کننده الحاقی تحلیل کردیم و کانتور حساسیت شکل را در اطراف ایرفویل به دست آوردیم. بیشترین حساسیت در لبه انتهایی ایرفویل نشان داده شده است. این بدان معنی است که جابجایی مرز و تغییر  شکل در این مناطق بیشترین تأثیر را بر میزان کارایی آیرودینامیکی دارد. بنابراین برای افزایش نسبت لیفت به درگ، باید روی لبه انتهایی ایرفویل تمرکز کنیم.

در بخش نهایی حل،  توسط بهینه ساز مبتنی بر گرادیان، هندسه دستخوش تغییر شکل می شود. این جابجایی و تغییر شکل منجر به حداکثر شدن نسبت می شود. نسبت لیفت به درگ قبل از بهینه سازی برابر با 0.34677032 بود. پس از انجام مراحل دوم و سوم این نسبت به مقدار 2.0979013 رسید. بنابراین نتیجه می گیریم که نسبت لیفت به درگ 83 درصد افزایش یافته است. همچنین نمودار مکان نقاط مختلف را در دو حالت طراحی اولیه و بهینه نمایش دادیم. می توانیم تغییر شکل هندسه و جابجایی مرز را ببینیم. حداکثر جابجایی مرزی برابر با 1.68049e-4 متر و میانگین جابجایی برابر با 1.90683e-5 متر است. در نهایت می توان گفت که به هدف خود رسیدیم و کارایی آیرودینامیکی را با روش بهینه سازی طراحی افزایش دادیم.

ماکزیمم سازی کارایی آیرودینامیکی

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

Leave a customer review

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Back To Top
جستجو
Whatsapp تماس با واتس آپ