بهینه سازی بدنه آیروشیپ با استفاده از محاسبات لایه مرزی در نزدیکی سطح و محاسبات لایه مرزی آرام و درهم و ناحیه گذرا -فایل ورد

بررسی و محاسبه ضریب درگ با استفاده از محاسبات لایه مرزی در نزدیکی سطح بدنه آیروشیپ و محاسبات لایه مرزی آرام و درهم و همچنین ناحیه گذرا

112 صفحه فایل ورد و قابل ویرایش

بهترین سایت خرید فایل آماده

1-1-1 مدل آیرودینامیکی

جریان اطراف بدنه ایرشیپ با زاویه حمله صفر را به کمک روش سوپر پوزیشن[1] بر روی یک سری توزیع چشمه و چاه که روی محور بدنه و بصورت المانهایی بطول   و با توزیع شدتی  که توسط یک پاره خط مستقیم و روی المان قرار دارد تخمین می‌زنیم.

تابع جریان این المان در نقطه i  به شکل زیر است:

(1-1)                                                                                      

)1-2)                                                         

پروفیل بدنه از طریق مساوی قرار دادن تابع جریان برابر با صفر وحل آن برایدر تعداد مشخصی از نقاط با فاصله مساوی مثلا" برای 20 المان بدست می‌آید شکل (1-2).

شکل 1-2 مدل آیرودینامیکی

خط محوری چشمه و چاه به 20 المان با طول مساوی و در نتیجه به 21 نقطه انتهایی تقسیم می‌شودکه هر المان توزیع شدت خطی دارد (شکل1-3).با مشخص کردن شدت‌ها در 21 نقطه انتهایی توزیع شدت در همه جا تعریف شده است. پروفیل بدنه بوسیله ی تغییر در مقدار شدت این 21 نقطه انتهایی تغییر می‌کند. ترکیبات جدیدی از این 21 شدت تولید می‌شود که در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد رضا حسن زاده ارائه شده است. ضریب درگ با استفاده از محاسبات لایه مرزی در نزدیک سطح بدنه بدست می‌آید که   محاسبات لایه مرزی آرام و درهم و همچنین ناحیه گذرا که در این تحقیق بررسی می‌شود بطور مفصل در قسمتهای بعدی شرح داده خواهد شد.

 این بدنه جدید به عنوان مبنا قرار می‌گیرد و می‌تواند در یک پروسه ی تکاملی بهینه سازی  شود تا به پروفیل با کمترین درگ دست یابیم.در چهل سال اخیر سیستم‌های حل مسأله ی بهینه سازی که بر اساس تکامل و وراثت بنا شده‌اند مورد توجه قرار گرفتند،استراتژی تکامل ریخنبرگ[2]]6 [یکی از این روش‌ها می‌باشد.روش قدرتمند دیگری که بر پایه تکنیک‌های هوش مصنوعی می‌باشد و قابل استفاده در فضا‌های عملکرد بزرگ و توابع چند بعدی و چند وضعیتی (دارای چندین می‌نیمم)و غیر خطی می‌باشد، روش الگوریتم ژنتیک[3] است.

[1]- Super Position

[2]- Rechenberg Evoloution Strategie

[3]- Genetic Algorithms

فهرست علائم

تعریف                                                                        علائم اصلی

ضریب درگ                                                                                         

ضریب اصطکاک سطحی                                                                            

قطر ماکزیمم بدنه (cm )                                                                                            

نیروی درگ                                                                                          

ضریب شکل                                                                                         

طول کلی بدنه(cm)                                                                                 

فشار                                                                                                   

عدد رینولدز بر اساس  طول کلی بدنه                                                             

شعاع ماکزیمم بدنه(cm)                                                                                       

شعاع محلی بدنه (cm)                                                                             

شعاع محلی بدون بعد بدنه                                                                          

عدد رینولدز بر اساس ضخامت مومنتوم                                                           

عدد رینولدز حجمی                                                                                            

سطح تصویر شده بدنه بر اساس شعاع ماکزیمم(cm2)                                                      

مولفه بردار سرعت در راستای x (cm/s)                                                                   

سرعت روی لبه لایه مرزی(cm/s)                                                                           

سرعت در نقطه سکون(cm/s)                                                                                

سرعت بدون بعد روی لبه لایه مرزی                                                              

سرعت بدون بعد در نقطه سکون                                                                              

سرعت جریان آزاد (cm/s)                                                                                   

مولفه بردار سرعت در راستایy (cm/s)                                                         

مولفه قائم سرعت روی لبه لایه مرزی(cm/s)                                                    

محور مختصات موازی سطح بدنه(cm)                                                                          

محور مختصات عمود برسطح بدنه(cm)                                                                         

تعریف                                                                علائم یونانی

ضخامت لایه مرزی(cm)                                                        

ضخامت جابجایی                                                                 

ضخامت مومنتوم                                                                  

چگالی                                                                              

تنش برشی روی دیواره                                                           

ویسکوزیته سینماتیکی()                                                

فهرست مطالب

عنوان                                                

فهرست علائم

فهرست جداول

فهرست اشکال

چکیده

فصل اول

مقدمه و مطالعات پیشین

1-1 مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته

1-1-1 مدل آیرودینامیکی

فصل دوم

معادلات حاکم و روش حل عددی

2-1 مقدمه

2-2 محاسبات لایه مرزی

2-2-1 محاسبات لایه مرزی آرام

   2-2-2 محاسبات ناحیه گذرا

   2-2-3 محاسبات لایه مرزی درهم

   2-2-4 روش محاسبه درگ

   2-2-5 معیار جدایش

فصل سوم

الگوریتم و برنامه به همراه ورودی و خروجی های برنامه

3-1 روند محاسبه درگ

3-2 الگوریتم محاسبات لایه مرزی آرام

3-3 الگوریتم محاسبات ناحیه گذرا

3-4 الگوریتم محاسبات لایه مرزی درهم و ضریب درگ

3-5 برنامه کامپیوتری به زبان فرترن

3-6 ورودی و خروجی های برنامه برای پروفیل های بدنه شماره 1 تا 7

3-6-1 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 1

3-6-2 خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 1

3-6-3 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 2

3-6-4 خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 2

3-6-5 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 3

3-6-6 خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 3

3-6-7  ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 4

3-6-8 خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 4

3-6-9  ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 5

3-6-10  خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 5

3-6-11 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 6

3-6-12 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 7

3-6-13 خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 6و7

فصل چهارم

ارائه نتایج و بحث و مقایسه

 4-1 مقدمه

4-2 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 1

4-3 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 2

4-4 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 3

4-5 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 4

4-6 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 5

4-7 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 6و7

4-8 نمودارهای مربوط به پروفیل بدنه شماره 1

4-9 نمودارهای مربوط به پروفیل بدنه شماره 2

4-10 نمودارهای مربوط به پروفیل بدنه شماره 3

4-11 نمودارهای مربوط به پروفیل بدنه شماره 4

4-12 نمودارهای مربوط به پروفیل بدنه شماره 5

4-13 مقایسه ضریب درگ

فصل پنجم

نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1 نتیجه گیری

5-2 پیشنهاداتی برای تحقیقات آینده

فهرست مراجع

پیوست"الف"

واژه نامه000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

فهرست جداول

عنوان  صفحه

جدول 3-1 ورودی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 1

جدول 3-2 خروجی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 1

جدول 3-3 ورودی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 2

جدول 3-4 خروجی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 2

جدول 3-5 ورودی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 3

جدول 3-6 خروجی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 3

جدول 3-7 ورودی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 4

جدول 3-8 خروجی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 4

جدول 3-9 ورودی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 5

جدول 3-10 خروجی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 5

جدول 3-11 ورودی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 6

جدول 3-12 ورودی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 7

جدول 4-1 ضریب درگ برای پروفیل‌های بدنه یک تا پنج

فهرست اشکال

عنوان                                                                                   صفحه

شکل 1-1 پروفیلهای بدنه با کمترین درگ                                                                          

شکل 1-2 مدل آیرودینامیکی                                                                          

شکل 1-3 توزیع المانهای سینگولاریتی محوری و شدت در21 نقطه طول بدنه                   

شکل 3-1   پروفیل بدنه شماره 1                                                                                      

شکل 3-2   پروفیل بدنه شماره 2                                                                                      

شکل 3-3   پروفیل بدنه شماره 3                                                                                      

شکل 3-4   پروفیل بدنه شماره 4                                                                                      

شکل 3-5   پروفیل بدنه شماره 5                                                                                      

شکل 3-6   پروفیل بدنه شماره 6                                                                                      

شکل 3-7   پروفیل بدنه شماره 7                                                                                      

شکل4-1 منحنی تغییرات ضخامت ممنتوم بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم  برای پروفیل شماره 1       

شکل4-2 منحنی تغییرات ضریب شکل بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 1

شکل4-3 منحنی تغییرات ضخامت جابجایی بدون بعد بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 1  

شکل4-4 منحنی تغییرات ضخامت لایه مرزی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 1   

شکل4-5 منحنی تغییرات ضریب اصطکاک سطحی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 1       

شکل4-6 منحنی تغییرات عدد رینولدز(که براساس ضخامت مومنتوم تعریف شده) بر حسب طول ایرشیپ برای پروفیل شماره 1                                                                                                                                      

شکل4-7 منحنی تغییرات ضخامت ممنتوم بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم  برای پروفیل شماره 2       

شکل4-8 منحنی تغییرات ضریب شکل بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 2

شکل4-9 منحنی تغییرات ضخامت جابجایی بدون بعد بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 2  

شکل4-10 منحنی تغییرات ضخامت لایه مرزی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 2 

شکل4-11 منحنی تغییرات ضریب اصطکاک سطحی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 2     

شکل4-12 منحنی تغییرات عدد رینولدز(که براساس ضخامت مومنتوم تعریف شده) بر حسب طول ایرشیپ برای پروفیل شماره 2                                                                                                                                      

شکل4-13 منحنی تغییرات ضخامت ممنتوم بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم  برای پروفیل شماره 3     

شکل4-14 منحنی تغییرات ضریب شکل بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 3          

شکل4-15 منحنی تغییرات ضخامت جابجایی بدون بعد بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 3

شکل4-16 منحنی تغییرات ضخامت لایه مرزی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 3 

شکل4-17 منحنی تغییرات ضریب اصطکاک سطحی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 3     

شکل4-18 منحنی تغییرات عدد رینولدز(که براساس ضخامت مومنتوم تعریف شده) بر حسب طول ایرشیپ برای پروفیل شماره 3                                                                                                                                      

شکل4-19 منحنی تغییرات ضخامت ممنتوم بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم  برای پروفیل شماره 4     

شکل4-20 منحنی تغییرات ضریب شکل بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 4          

شکل4-21 منحنی تغییرات ضخامت جابجایی بدون بعد بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 4

شکل4-22 منحنی تغییرات ضخامت لایه مرزی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 4 

شکل4-23 منحنی تغییرات ضریب اصطکاک سطحی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 4     

شکل4-24 منحنی تغییرات عدد رینولدز(که براساس ضخامت مومنتوم تعریف شده) بر حسب طول ایرشیپ برای پروفیل شماره 4                                                                                                                                      

شکل4-25 منحنی تغییرات ضخامت ممنتوم بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم  برای پروفیل شماره 5     

شکل4-26 منحنی تغییرات ضریب شکل بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 5          

شکل4-27 منحنی تغییرات ضخامت جابجایی بدون بعد بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 5

شکل4-28 منحنی تغییرات ضخامت لایه مرزی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 5 

شکل4-29 منحنی تغییرات ضریب اصطکاک سطحی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 5     

شکل4-30 منحنی تغییرات عدد رینولدز(که براساس ضخامت مومنتوم تعریف شده) بر حسب طول ایرشیپ برای پروفیل شماره 5

شکل 4-31 نتایج بدست آمده توسط لوتز و واگنر برای ضریب درگ به روش اپلر