بهینه‌سازی مشخصات حرکتی یک ایرفویل نوسانی در نزدیکی سطح آب با استفاده از الگوریتم ژنتیک و روش پاسخ سطح

Abstract

در این تحقیق، حرکت نوسانی ایرفویل در جریان لزج، آشفته، و پایا، در نزدیک سطح آب، به منظور بهینه سازی تاثیر پارامترهای هندسی و نوسانی بر ضرایب آیرودینامیکی ایرفویل توسط یک روش عددی شبیه­سازی شده است. در این شبیه­سازی، معادلات ناویراستوکس با استفاده از روش حجم­ محدود با دقت مرتبه­ دوم گسسته و توسط الگوریتم پیمپل حل شده ­است. و برای بهینه سازی از الگوریتم ژنتیک در روش پاسخ سطح استفاده شده است. در روند شبیه­سازی، برای پیش­بینی سطح آزاد سیال، روش کسر ­حجمی مورد استفاده قرار گرفته ­است. مقایسه قسمتی از نتایج این شبیه­سازی، با داده­های عددی مربوط به یک ایرفویل نوسانی در نزدیکی سطح زمین صحت تحقیق را تایید می­نماید. این شبیه سازی در سه فرکانس کاهیده، سه دامنه نوسان و سه فاصله ایرفویل از سطح آب انجام شده است. نتایج حاصل نشان می­دهد که در نزدیک سطح، ارتفاع پروازی نسبت به دو پارامتر دیگر بر ضرایب آیرودینامیکی موثرتر است. همچنین به بهینه سازی با روش پاسخ سطح و الگوریتم ژنتیک پرداخته شده است. نتایج حاصل نشان می­دهد که بالواره با فاصله­ی پروازی بی بعد 0.539، فرکانس کاهیده 0.5 و دامنه نوسان بی بعد 0.025 بهینه­ترین مقدار نسبت ضریب برآ به پسا را ایجاد می­کند.