معرفی الگوریتم جستجوی هارمونی برای بهینه‌سازی شکل‌های آیرودینامیکی با استفاده از معادلات ناویر-استوکس

Abstract

در این پژوهش الگوریتم تکاملی بهینه‌سازی جستجوی هارمونی برای اولین بار، به‌منظور حل مسأله ی بهینه‌سازی شکل‌های آیرودینامیکی توسعه داده شده است. شکل آیرودینامیکی مورد بررسی، ایرفویل بوده و روش پارسس برای معرفی هندسه ی آن استفاده شده است. مسأله، مینیمم سازی تابع هدف آیرودینامیکی به‌روش طراحی بهینه‌سازی معکوس و تابع هدف، اختلاف توزیع فشار ایرفویل در حال بررسی و ایرفویل هدف بوده است. معادلات دوبعدی تراکم پذیر ناویر-استوکس به‌همراه مدل آشفته ی اسپالارت-آلماراس برای مدل سازی جریان مورد استفاده قرار گرفته است. برای افزایش کارایی الگوریتم بهینه‌سازی جستجوی هارمونی، اصلاح جامعی بر روی آن انجام شده است. الگوریتم بهینه‌سازی جستجوی هارمونی اصلاح شده، با تغییر متغیرهای طراحی هندسه ی ایرفویل، درصدد رسیدن به متغیرهای طراحی بهینه و متعاقباً حصول به ایرفویل هدف برآمده است. برای این مهم، الگوریتم از ایرفویل NACA0012 شروع و با نزدیک کردن توزیع فشار به توزیع فشار ایرفویل هدف (RAE2822)، ایرفویل هدف را بازسازی کرده است. برای بررسی دقیق تر و اطمینان از صحت و دقت الگوریتم بهینه‌سازی، این عمل بهینه‌سازی در جهت عکس نیز انجام شده است. یعنی با شروع از ایرفویل RAE2822، ایرفویل NACA0012 بازسازی گشته است. نتایج به‌دست‌آمده نشان می دهد که استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی جستجوی هارمونی ابزار کارا و قدرتمندی را برای بهینه‌سازی شکل‌های آیرودینامیکی در اختیار می گذارد.

Keywords

• الگوریتم تکاملی جستجوی هارمونی
• بهینه‌سازی شکل‌های آیرودینامیکی
• معادلات ناویر-استوکس
• روش پارسس
• طراحی معکوس