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Optimización Aerodinámica y Aero-Estructural Integrada: Aplicaciones desde el Cuerpo de Ahmed hasta el Perfil Aerodinámico NACA 0012 y las Aspas de Turbinas Eólicas

Autores: Batay, Sagidolla; Baidullayeva, Aigerim; Sarsenov, Erkhan; Zhao, Yong; Zhou, Tongming; Ng, Eddie Yin Kwee; Kadylulu, Taldaubek

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Optimización Aerodinámica y Aero-Estructural Integrada: Aplicaciones desde el Cuerpo de Ahmed hasta el Perfil Aerodinámico NACA 0012 y las Aspas de Turbinas Eólicas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Aerodinámico
Optimización
Forma
Coeficiente de arrastre
Aeroestructural
Variables de diseño

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Durante esta investigación, se lleva a cabo la optimización de la forma aerodinámica del cuerpo de Ahmed con el coeficiente de arrastre como función objetivo y la forma de la rampa como variable de diseño, mientras que se realiza la optimización aeroestructural del NACA 0012 para reducir el coeficiente de arrastre para el rendimiento aerodinámico, con la forma como variable de diseño y reduciendo la masa estructural con el grosor de los paneles como variables de diseño. Esto se logra a través de un proceso de optimización basado en gradientes y solvers acoplados de elementos finitos y dinámica de fluidos computacional (CFD) bajo interacción fluido-estructura (FSI). En este estudio, DAFoam (Adjunto Discreto con OpenFOAM para Optimización de Diseño Multidisciplinario de Alta Fidelidad) y TACS (Kit de Herramientas para el Análisis de Estructuras Compuestas) se integran para optimizar el diseño aeroestructural de un perfil alar de manera concurrente bajo la condición de FSI, con TACS y DAFoam como solvers estructurales y CFD acoplados integrados con un solver de optimización adjunta basado en gradientes. Se adopta un acoplamiento unidireccional entre los solvers de fluidos y estructurales para la interacción aeroestructural utilizando Mphys, un paquete que estandariza problemas multiphysics de alta fidelidad en OpenMDAO. Al final del artículo, comparamos y discutimos nuestros hallazgos en el contexto de la investigación existente, destacando específicamente resultados anteriores sobre la optimización aerodinámica y aeroestructural de las palas de turbinas eólicas.

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