بهینه سازی طراحی زیردریایی با روش RBF، شبیه سازی با انسیس فلوئنت
۱,۴۵۲,۰۰۰ تومان تخفیف دانشجویی
- در این شبیه سازی، به بهینه سازی طراحی زیردریایی با روش RBF با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم.
- هندسه پروژه حاضر با نرم افزار ANSYS Design Modeler به صورت سه بعدی مدل سازی شده است.
- از نرم افزار ANSYS Meshing برای مش بندی هندسه استفاده کرده ایم.
- شبکه مدل بدون ساختار است و 258938 سلول ایجاد شده است.
- از RBF Morph 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 ([email protected])، پشتیبانی آنلاین و یا واتس اپ (09126238673) در ارتباط باشید.
برای کنترل کیفیت خدمات ما میتوانید از محصولات رایگان استفاده کنید.
توضیحات
شرح پروژه بهینه سازی طراحی زیردریایی با روشRBF
در این شبیه سازی، به بهینه سازی طراحی زیردریایی با روش RBF با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم.
هنگامی که سازه ای با سرعت معینی در یک سیال پیوسته حرکت می کند، بدنه آن تحت تأثیر نیروهای سیال قرار می گیرد. به عنوان مثال، هنگامی که یک زیردریایی در آب حرکت می کند، نیروهایی از آب به بدنه زیردریایی وارد می شود. یکی از نیروهای مهمی که مورد مطالعه قرار گرفته است نیروی پسا است.
این نیرو به صورت افقی و خلاف جهت حرکت زیردریایی به بدنه زیردریایی وارد می شود. بنابراین این نیرو در حرکت زیردریایی مقاومت ایجاد می کند. بنابراین نیروی پسا بر روی زیردریایی در این مطالعه بررسی شده است. کاهش نیروی کشش باید در طراحی و ساخت زیردریایی ها در نظر گرفته شود. کاهش یا افزایش نیروی پسا بستگی به ساختار هندسی و ابعاد بدنه زیردریایی دارد
تجزیه و تحلیل CFD نیروی پسا اعمال شده بر روی زیردریایی برای دستیابی به هندسه مناسب با فرآیند بهینه سازی انجام می شود. روش های بهینه سازی زیادی برای طراحی بدنه وجود دارد. نرم افزار ANSYS Fluent از یک ابزار حل الحاقی برای بهینه سازی هندسی استفاده می کند. این ابزار این قابلیت را دارد که با انجام فرآیند حل، تغییراتی در ابعاد هندسه هدف ایجاد کند. این تغییرات تا زمانی که یک هندسه بهینه به دست آید ادامه می یابد. در این شبیه سازی از فرآیند بهینه سازی مبتنی بر حل کننده الحاقی برای کاهش نیروی پسا استفاده می شود. فرآیند بهینه سازی با ابزار حل الحاقی در سه مرحله انجام می شود. ابتدا شبیه سازی در حالت عادی با هندسه پایه برای زیردریایی انجام شده است.
نیروی درگ در این حالت محاسبه می شود. در مرحله دوم، راه حل الحاقی با تعریف پارامتر هدف (نیروی درگ) استفاده شده است. راه حل الحاقی تعیین می کند که کدام مناطق از هندسه زیردریایی به مقدار نیروی پسا حساس هستند. با این کار می توان تشخیص داد که کدام تغییرات هندسی در کدام ناحیه از هندسه منجر به بهینه سازی هندسی می شود. در مرحله سوم فرآیند بهینه سازی بر اساس درصد تعریف شده برای کاهش پارامتر هدف (نیروی درگ) انجام شده است.
هندسه پروژه حاضر با نرم افزار ANSYS Design Modeler به صورت سه بعدی مدل سازی شده است. این مدل مربوط به یک زیردریایی ساده غوطه ور در آب است. سپس مدل با نرم افزار ANSYS Meshing مش بندی شد. شبکه مدل بدون ساختار است و 258938 سلول ایجاد شده است.
روش های استفاده شده
در این شبیه سازی، پیکربندی یک زیردریایی بر اساس میزان نیروی پسا بهینه شده است. ابتدا یک شبیه سازی ساده برای جریان آب در اطراف زیردریایی انجام شد تا نیروی پسا اولیه بدست آید. اکنون هدف مشکل به حداقل رساندن نیروی درگ است. از تب طراحی برای بهینه سازی استفاده می شود. ابتدا نیروی پسا باید به عنوان کمیت هدف در قسمت قابل مشاهده تعریف شود. سپس، بخش روش باید روش های گسسته سازی را برای حل کننده الحاقی تعیین کند. در نهایت، فرآیند حل الحاقی انجام می شود. این حل کننده می تواند مقدار حساسیت شکل را ارائه دهد. این به معنای تعیین این است که کدام ناحیه از مدل برای تغییر نیروی درگ موثرتر است.
در مرحله آخر باید بهینه سازی نهایی انجام شود. بنابراین از آن به عنوان ابزار طراحی یاد می شود و از روش چند جمله ای در قسمت روش شکل گیری استفاده می شود. سپس نیروی پسا به عنوان نیروی هدف در قسمت هدف انتخاب می شود. برای تعریف کاهش مقدار درگ، گزینه کاهش با مقدار مشخصی بر حسب درصد تعیین می شود. در قسمت ناحیه یک محدوده ابعادی از اطراف مدل انتخاب می شود تا تغییرات هندسی فقط در این فضا رخ دهد. در نهایت فرآیند حل بهینه سازی در قسمت بهینه ساز مبتنی بر گرادیان انجام می شود.
نتایج شبیه سازی بهینه سازی طراحی زیردریایی
پس از پایان شبیه سازی، نیروی پسا مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در مدلسازی اولیه نیروی پسا برابر با 11.485855 نیوتن بود. پس از انجام عملیات بهینه سازی با استفاده از حل کننده الحاقی، نیروی پسا برابر با 6.4377518 نیوتن بود که به این معنی است که نیروی پسا 44 درصد کاهش می یابد. بنابراین نتیجه گیری می شود که بهینه سازی مدل به درستی انجام شده است. این کاهش نیروی پسا با ایجاد تغییرات هندسی در مدل امکان پذیر شد. بنابراین تغییراتی در ابعاد مدل ایجاد شد. ابزار iso-clip برای بررسی دامنه تغییرات قبل و بعد از بهینه سازی استفاده شده است.
تغییرات ابعادی در سطح مقطع و مقطع جانبی بررسی شده است. در مقطع، ابعاد از 0.5066175*0.5063399 به 0.4386431*0.453043 تغییر کرده است. در قسمت کناری ابعاد از 4.353052*0.6 به 4.09195906*0.5952543 تغییر کرده است. از آنجایی که نیروی پسا مربوط به سطح مقطع است، کاهش سطح مقطع منجر به کاهش نیروی پسا می شود. نتایج این شبیه سازی نیز این موضوع را تایید می کند. علاوه بر این، نیروی پسا برابر است با مجموع نیروی کشش فشار و نیروی کشش اصطکاکی.
کشش فشار ناشی از اختلاف فشار آب بین دو طرف زیردریایی است. بنابراین، هر چه سطح مقطع زیردریایی کوچکتر باشد، این اختلاف فشار کمتر است. کشش اصطکاکی به سطح جانبی زیردریایی نیز بستگی دارد. بنابراین، هر چه سطح جانبی زیردریایی کمتر باشد، نیروی کشش کمتر است.
Leave a customer review
تماس با واتس آپ
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.