طراحی بهینه چندهدفه کانتور کامل نازل ماوراء صوت یک تونل شوک

در این مقاله با یک رویکرد سیستمی-سیالاتی به طراحی بهینه نازل ماوراء صوت برای استفاده در یک تونل شوک پرداخته شده است. پس از تعیین الزامات و مراحل طراحی مفهومی و طراحی اولیه با استفاده از یک روش مدرن از الگوریتم ژنتیک و دینامیک سیالات محاسباتی جهت بهینه سازی کانتور نازل ماوراء صوت بهره گرفته شده است. در روش بهینه سازی که در این مقاله در پیش گرفته شده است کل منحنی نازل به صورت یکپارچه با تعدادی نقطه کنترلی به صورت پارامتریک بیان می شود و تحت استراتژی بهینه سازی ژنتیک تا رسیدن به منحنی بهینه نهایی با حلگر لزج ناویر استوکس و یک مدل آشفتگی دو معادله ای مورد ارزیابی قرار می گیرد. در این رویکرد از آنجایی که ارزیابی توابع هدف با شبیه سازی عددی انجام می شود برای کاهش زمان فرایند بهینه سازی، هم در روش عددی و هم در الگوریتم ژنتیک، از پردازش موازی استفاده شده است. همچنین در این فرایند، از اسکالرسازی سه تابع هدف یعنی کمترین افت فشار کل، یکنواختی عدد ماخ و کمترین انحراف جریان محوری در خروجی نازل بهره گرفته شده است. در نهایت کانتور نازل بهینه، بهبود عملکرد قابل توجهی نسبت به نازل اولیه حاصل می کند و کارامدی این روش را به خوبی نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

Design Optimization ، Shock Tunnel ، Hypersonic Nozzle ، Nozzle starting time ، طراحی بهینه ، تونل شوک ، نازل ماوراء صوت ، زمان آغاز به کار نازل