Método de Optimización Aeroelástica Multiescala para la Estructura y Material del Ala
Autores: Li, Keyu; Yang, Chao; Wang, Xiaozhe; Wan, Zhiqiang; Li, Chang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Método de Optimización Aeroelástica Multiescala para la Estructura y Material del Ala
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Materiales microestructurados
Campo aeroespacial
Métodos de optimización
Método de optimización aeroelástica multiescala
Estructura de ala
Fuerzas aerodinámicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Los materiales microestructurados, caracterizados por su menor peso y multifuncionalidad, tienen grandes perspectivas de aplicación en el campo aeroespacial. Los métodos de optimización juegan un papel fundamental en la mejora de la eficiencia del diseño tanto de la topología macroestructural como microestructural (MMT) para aeronaves. Este artículo propone un método de optimización aeroelástica multiescala para la estructura y el material del ala, considerando cargas aerodinámicas realistas para alas de gran relación de aspecto con efectos aeroelásticos significativos. Las fuerzas aerodinámicas se calculan mediante la teoría del flujo potencial y las ecuaciones de equilibrio aeroelástico se resuelven a través del método de elementos finitos. El diseño paralelo de la MMT del ala se logra utilizando el método de criterio de optimización (OC) basado en información de sensibilidad. Los resultados de la optimización indican que los efectos elásticos del ala refuerzan la sección exterior de la estructura del ala en comparación con los resultados de optimización obtenidos bajo fuerzas aerodinámicas rígidas. A medida que las restricciones de optimización se vuelven más rigurosas, los resultados de la optimización muestran que los componentes con cargas mayores se refuerzan. Además, el método presentado en este artículo puede optimizar eficazmente la estructura del ala bajo condiciones de contorno complejas para lograr una distribución de rigidez razonable en el ala.
Descripción
Los materiales microestructurados, caracterizados por su menor peso y multifuncionalidad, tienen grandes perspectivas de aplicación en el campo aeroespacial. Los métodos de optimización juegan un papel fundamental en la mejora de la eficiencia del diseño tanto de la topología macroestructural como microestructural (MMT) para aeronaves. Este artículo propone un método de optimización aeroelástica multiescala para la estructura y el material del ala, considerando cargas aerodinámicas realistas para alas de gran relación de aspecto con efectos aeroelásticos significativos. Las fuerzas aerodinámicas se calculan mediante la teoría del flujo potencial y las ecuaciones de equilibrio aeroelástico se resuelven a través del método de elementos finitos. El diseño paralelo de la MMT del ala se logra utilizando el método de criterio de optimización (OC) basado en información de sensibilidad. Los resultados de la optimización indican que los efectos elásticos del ala refuerzan la sección exterior de la estructura del ala en comparación con los resultados de optimización obtenidos bajo fuerzas aerodinámicas rígidas. A medida que las restricciones de optimización se vuelven más rigurosas, los resultados de la optimización muestran que los componentes con cargas mayores se refuerzan. Además, el método presentado en este artículo puede optimizar eficazmente la estructura del ala bajo condiciones de contorno complejas para lograr una distribución de rigidez razonable en el ala.