Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Reza Pishevar,Ebrahim Shirani
احمدرضا پیشه وراصفهانی (استاد راهنما) ابراهیم شیرانی چهارسوقی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Homayun Alibabaee Noghan Soflaee
همایون علی بابائی نوغان سفلائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Airfoil shape optimization in viscous fluid flow with adjoint equations
One of the efficient methods in aerodynamic shape optimization is the adjoint method. This method can be applied in continuous or discrete form. In this research the continuous and discrete adjoint equations have been derived for two dimensional viscous compressible flows. This method has been used to optimize airfoils in subsonic and transonic flows. Each design cycle requires the numerical solution of both the flow and the adjoint equations, leading to a computational cost roughly equal to the cost of flow solver. In this study two approaches for parameterizing the airfoil are utilized. One approach employs the surface mesh points and the other one uses the definition of NACA 4-digit airfoil series. In present work the adjoint method has been used for the two deign problems usually arisen in aerodynamic shape optimization, inverse pressure design and drag minimization with the specified lift constraint. In inverse design problem the optimum value of design variables was obtained successfully. In drag minimization problem the angle of attack was varied to fix the lift coefficient. In presented problems small changes in airfoil geometry have decreased the drag coefficient considerably. For a sample problem the gradients computed using the adjoint approach have been compared to finite difference gradients to examine the correctness of program in gradients calculation
روش الحاقی یکی از روش های موثر در بهینه سازی آیرودینامیکی می باشد. مزیت این روش در این است که گرادیان تابع هدف (که تابعی از متغیرهای جریان و شکل بالواره می باشد) را به متغیرهای هندسی و متغیرهای الحاقی مرتبط می سازد و در محاسبه گرادیان تابع هدف دیگر تغییرات متغیرهای جریان دیده نمی شود. روش الحاقی را می توان به دو شکل پیوسته و گسسته بکار برد. روش گسسته هیچ مزیتی بر روش پیوسته ندارد و به کارگیری و استخراج معادلات آن پیچیده می باشد، بنابراین در این تحقیق، معادلات الحاقی پیوسته برای جریان تراکم پذیر و لزج دوبعدی استخراج شده اند. در برنامه کامپیوتری، ترم های لزجت به معادلات جریان اضافه گردید (کد حل جریان اولیه که برای سیال غیر لزج بود) و برای مدل سازی اغتشاش از یک مدل جبری استفاده شده است. در ادامه روش الحاقی پیوسته برای بهینه سازی بالواره ها در جریان های صوتی و زیرصوتی استفاده شده است. با استفاده از روش الحاقی در هر سیکل طراحی تنها نیاز به یک بار حل معادلات جریان و یک بار حل معادلات الحاقی می باشد. هزینه محاسباتی حل معادلات الحاقی تقریباً برابر با هزینه محاسباتی حل معادلات جریان است. در کار حاضر، از دو روش برای پارامتری کردن هندسه بالواره استفاده شده است. یکی از روش ها استفاده از پارامترهای موجود در تعریف بالواره های چهاررقمی و روش دیگر استفاده از نقاط سطحی بالواره می باشد. دو مساله طراحی فشار معکوس و مینیمم کردن ضریب پسا در ضریب برآ ثابت که غالباً در بهینه سازی آیرودینامیکی مطرح می شوند، در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفتند. در مساله طراحی معکوس مقدار بهینه متغیرهای طراحی با دقت خوبی بدست آمد. در مساله مینیمم کردن ضریب پسا از زاویه حمله برای ثابت نگهداشتن ضریب برآ استفاده شده است. در مسائل نمونه حل شده تغییرات جزیی در سطح بالواره باعث کاهش قابل توجه ضریب پسا شده است. برای یک مساله نمونه گرادیانهای حاصل از روش الحاقی با گرادیانهای تفاضل محدود مقایسه شده اند تا صحت برنامه بهینه سازی در محاسبه گرادیانها تأیید شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی