Un enfoque mejorado para reducir la dimensionalidad de la optimización aerodinámica de alas considerando la estabilidad longitudinal
Autores: Ji, Boqian; Huang, Jun; Lu, Xiaoqiang; Wu, Yacong; Liu, Jingjiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un enfoque mejorado para reducir la dimensionalidad de la optimización aerodinámica de alas considerando la estabilidad longitudinal
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aerodinámico
Optimización
Dimensionalidad
Enfoque
Variables
Efectividad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
La optimización de la forma aerodinámica del ala es un problema típico de alta dimensionalidad con numerosos variables de diseño independientes. Es necesario investigar métodos para reducir la dimensionalidad de la optimización desde la perspectiva de las características aerodinámicas. Un enfoque tradicional basado en la aerodinámica desacopla la curvatura y el grosor del ala de acuerdo con la teoría del perfil delgado, pero tiene limitaciones debido a un alcance de aplicación y efectividad poco claros. Este artículo propone un enfoque mejorado que determina los valores de ciertas variables de grosor basándose en un modelo de características aerodinámicas impulsado por datos antes de la optimización, que considera la estabilidad longitudinal. Al reducir el número de variables de diseño, se disminuye efectivamente la dimensionalidad de la optimización. La derivación del enfoque mejorado se lleva a cabo a través del diseño de experimentos, modelado paramétrico, dinámica de fluidos computacional y análisis de sensibilidad. La efectividad del enfoque mejorado se valida aplicándolo a la optimización aerodinámica de un ala ONERA-M6 en flujo subsónico basado en el algoritmo de optimización basado en sustitutos. Los resultados demuestran que el enfoque mejorado acelera significativamente el proceso de optimización mientras mantiene la efectividad global.
Descripción
La optimización de la forma aerodinámica del ala es un problema típico de alta dimensionalidad con numerosos variables de diseño independientes. Es necesario investigar métodos para reducir la dimensionalidad de la optimización desde la perspectiva de las características aerodinámicas. Un enfoque tradicional basado en la aerodinámica desacopla la curvatura y el grosor del ala de acuerdo con la teoría del perfil delgado, pero tiene limitaciones debido a un alcance de aplicación y efectividad poco claros. Este artículo propone un enfoque mejorado que determina los valores de ciertas variables de grosor basándose en un modelo de características aerodinámicas impulsado por datos antes de la optimización, que considera la estabilidad longitudinal. Al reducir el número de variables de diseño, se disminuye efectivamente la dimensionalidad de la optimización. La derivación del enfoque mejorado se lleva a cabo a través del diseño de experimentos, modelado paramétrico, dinámica de fluidos computacional y análisis de sensibilidad. La efectividad del enfoque mejorado se valida aplicándolo a la optimización aerodinámica de un ala ONERA-M6 en flujo subsónico basado en el algoritmo de optimización basado en sustitutos. Los resultados demuestran que el enfoque mejorado acelera significativamente el proceso de optimización mientras mantiene la efectividad global.