طراحی معکوس ایرفویل در رژیم جریان لزج با استفاده از روش جدید پوسته الاستیک

در این پژوهش، روش جدیدی برای طراحی معکوس ایرفویل در رژیم های جریانی مادون صوت و گذر صوت ارائه می گردد، که الگوریتم پوسته الاستیک نامگذاری شده است. الگوریتم پوسته الاستیک یک روش تکراری با مبنای فیزیکی می باشد که با نرم افزار فلوئنت به عنوان حل کننده عددی جریان ترکیب شده است. استفاده از نرم افزار به عنوان حل کننده جریان، این قابلیت را به طراح می دهد که پروسه طراحی را در هر رژیم جریان، با هر مدل آشفتگی و با سرعت بالا انجام دهد. در این پژوهش جریان به صورت تراکم پذیر و با مدل آشفتگی اسپالارت- آلماراس حل می گردد. در الگوریتم اصلاح هندسه پوسته الاستیک، کد المان محدود تیر تیموشنکو دو بعدی به زبان برنامه نویسی فرترن نوشته شده است که تغییر شکل هندسه را بر اثر اختلاف فشار اعمالی به تیر محاسبه می کند. در واقع هدف از طراحی معکوس، تعیین هندسه متناظر با توزیع فشار معین (هدف) روی مرز جسم می باشد. در مرحله اول طراحی معکوس حل عددی جریان اطراف ایرفویل با استفاده از نرم افزار فلوئنت صورت می گیرد، سپس اختلاف فشار بین توزیع فشار موجود و هدف به دیواره ایرفویل وارد می گردد. در الگوریتم اصلاح هندسه در هر مرحله تکرار تنش های داخلی تیر صفر می شود و تغییر شکل هندسه ناشی از اختلاف فشار اعمال شده، محاسبه می شود. برای ارزیابی روش طراحی معکوس، توزیع فشار موجود روی دیواره ایرفویل NACA0011 به عنوان توزیع فشار هدف در نظر گرفته می شود. همگرایی توزیع فشار موجود روی حدس اولیه به توزیع فشار هدف، صحت عملکرد روش طراحی معکوس پوسته الاستیک را تایید می کند.

کلیدواژه ها:

طراحی معکوس ، ایرفویل ، الگوریتم پوسته الاستیک ، گذر صوتی ، فروصوتی