شبیه سازی جریان لزج آشفته در اطراف یک بالواره هوشمند و بررسی اثر آن بر ضرایب آیرودینامیکی
چکیده
در این تحقیق یک نرم افزار دو بعدی برای شبیه سازی جریان لزج آشفته غیر قابل تراکم در اطراف یک بالواره هوشمند نزدیک زمین توسط یک روش عددی حجم محدود با استفاده از الگوریتم فشار مبنا و با یک تکنیک مرتبه بالا بر مبنای متغیرهای بی بعد شده توسعه داده شده است. برای شبیه سازی بالواره های هوشمند از روش معادل سازی استفاده شده و مقایسه ای بین بالچه هوشمند و معمولی صورت گرفته است. همچنین این مقایسه به ازای فواصل مختلف بالواره از سطح زمین، زاویه حمله بالواره و زاویه تغییر شکل بالچه صورت گرفته و اثر آن ها بر ضرایب آیرودینامیکی بررسی شده است. نوآوری دیگر در این پایان نامه، طراحی یک سیستم معکوس می باشد که ترکیبی از مدل نیورو-فازی(neuro-fuzzy) و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (pso) می باشد. بر اساس این سیستم معکوس طراحی شده بهینه سازی انجام می شود. ابتدا از بهینه سازی برای یافتن مقطع مناسب در پدیده های اثر سطحی استفاده می شود و شرایط مناسب عملکردی وسیله پرنده در پدیده های اثر سطحی بدست می آید، به طوری که ماکزیمم عملکرد آن وسیله در این شرایط حاصل می شود. ایده دیگری که ارائه شده است، شبیه سازی جریان حول بالواره با زاویه تغییر شکل مثبت (که در اسپویلر خودرو ها استفاده می شود) می باشد، به طوری که این بالواره ها از جنس مواد هوشمند می باشند. نتایج حاکی از افزایش عملکردی بالواره های هوشمند در مقایسه با نوع معمولی است. در قسمت پیوست (الف) نیز مقایسه اثرات دوبعدی و سه بعدی جریان در زوایای حمله مختلف، فواصل مختلف و نسبتهای منظری متفاوت با یکدیگر پرداخته شده است. اثر بالچه هوشمند و معمولی در حالت دو بعدی و سه بعدی مقایسه گردیده و تاثیر استفاده از مواد هوشمند بر گردابه ها و نیرو های آیرودینامیکی مورد بحث و بررسی قرار گرفت. در پیوست (ب) نیز شبیه سازی جریان حول هیدروفویل غوطه ور در آب انجام شده و اثر ضخامت، انحنای هیدروفویل ها، عمق غوطه وری و زاویه حمله مورد بررسی قرار گرفته و به کمک مدل نیورو-فازی رفتار هیدروفویل پیش بینی شده است. در پایان نیز به کمک الگوریتم بهینه سازی، بهینه ترین حالت عملکردی بدست آمده است.