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Modelado Aerodinámico de Alas por Surrogado Basado en un Perceptrón Multicapa

Autores: Espinosa Barcenas, Oscar Ulises; Quijada Pioquinto, Jose Gabriel; Kurkina, Ekaterina; Lukyanov, Oleg

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Modelado Aerodinámico de Alas por Surrogado Basado en un Perceptrón Multicapa


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Aeronave
Diseño conceptual
Configuración aerodinámica
Ala
Modelado sustituto
Perceptrón multicapa

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El paso de diseño conceptual de la aeronave requiere una cantidad sustancial de evaluaciones de configuraciones aerodinámicas. Dado que el ala es el principal elemento de sustentación de la aeronave, el enfoque está en resolver problemas de diseño directos e inversos. El primero podría resolverse utilizando un modelo computacional de bajo costo, pero el segundo es poco probable, incluso para estos modelos. La modelización sustituta es una técnica para simplificar modelos complejos que reduce el tiempo computacional. En este trabajo, se presenta un modelo aerodinámico sustituto, basado en la implementación de un perceptrón multicapa (MLP). Los datos de entrada consisten en características geométricas del ala y del perfil aerodinámico, así como en condiciones de vuelo. Algunos de los hiperparámetros del MLP se definen utilizando algoritmos evolutivos, curvas de aprendizaje y métodos de validación cruzada. El MLP predice los coeficientes aerodinámicos (resistencia, sustentación y momento de cabeceo) con alta concordancia con el modelo aerodinámico sustituido. El MLP puede predecir las características aerodinámicas de flujo compresible hasta 0.6 M. El MLP desarrollado ha logrado ser casi 800 veces más rápido en tiempo de computación que el modelo en el que fue entrenado. La aplicación del MLP desarrollado permitirá el estudio rápido de los efectos de los cambios en varios parámetros y condiciones de vuelo sobre el rendimiento de vuelo, relacionado con el diseño y la modernización de nuevos vehículos.

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