طراحی یک جسم پرنده به روش سرعت لازمه و بهینه سازی آن به روشهای الگوریتم تکاملی

در این مقاله به طراحی بهینه یک پرنده به کمک طراحی سرعت لازمه پرداخته شده است. در این روش طراحی اطلاعات ورودی شامل نوع ترکیب سوخت، جرم بار مفید و حداکثر برد پروازی می باشد و هدف از طراحی، تعیین جرم اولیه و ابعاد اصلی پرنده است. در ابتدای طراحی پیکره بندی پرنده انتخاب می شود و سپس با مشخص شدن ترکیب سوخت، مشخصات اصلی سوخت به عنوان ورودی های اصلی طراحی در گام اول تعیین می شود. با طی شدن مراحل طراحی در انتها و با انجام محاسبات وزنی و هندسی، جرم اولیه پرنده، جرم اولیه مراحل، میزان سوخت و اکسیدایزر طبقات و میزان تراست موتور طبقات مشخص می گردد. سپس برای اطمینان از روش طراحی مد نظر از اجسام پرنده مشابه از نظر نوع سوخت، تعداد طبقات و همچنین طول برد نهایی جهت صحه گذاری استفاده گردیده است. پس از انجام طراحی کلاسیک، بهینه کردن تابع جرم مد نظر قرار گرفته است، جهت بهینه سازی، پارامترهایλ_νi (تراست نسبی اولیه مراحل) ، P_ci (فشار محفظه داخلی موتور طبقات) و P_ei (فشار خروجی نازل موتور طبقات) را با سه روش GA(الگوریتم تکاملی ژنتیک)، ABC (الگوریتم تکاملی کلونی زنبور عسل) و CA (الگوریتم تکاملی فرهنگی) بهینه کرده و نتایج با یکدیگر مقایسه گردیده است. پس از بررسی نتایج، مشخص می شود که کمینه ترین جرم(تابع هدف) و بهینه ترین مقدار مربوط به روش بهینه سازی فرهنگی(CA) می باشد، که با رساندن جسم پرنده به برد نهایی مد نظر، جرم برخاست را کاهش داده است.

کلیدواژه ها:

طراحی سرعت لازمه ، طراحی بهینه ، الگوریتم های فراابتکاری ، بهینه سازی تابع جرم