Optimización y Diseño de un Ala de Morfología Flexible con Bisel de Nariz Caída Basado en un Nuevo Algoritmo de Optimización de Viuda Negra-Parte I
Autores: Bashir, Musavir; Longtin-Martel, Simon; Botez, Ruxandra Mihaela; Wong, Tony
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Optimización y Diseño de un Ala de Morfología Flexible con Bisel de Nariz Caída Basado en un Nuevo Algoritmo de Optimización de Viuda Negra-Parte I
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Aerodinámico
Optimización
Borde de ataque con caída
Transformación
UAV
Optimización Black Widow
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 13
Citaciones: Sin citaciones
Se propone una optimización aerodinámica para un borde de ataque con morfología de nariz caída (DNLE) de un UAV bien conocido, el UAS-S45, utilizando un novedoso algoritmo de Optimización Black Widow (BWO). Este enfoque integra el algoritmo de optimización con un método de parametrización de Transformación de Clase y Forma (CST) modificado para mejorar el rendimiento aerodinámico al minimizar la resistencia y maximizar la resistencia aerodinámica en la condición de vuelo de crucero. La técnica de parametrización CST se utiliza para parametrizar el perfil aerodinámico de referencia introduciendo cambios de forma locales y proporcionando flexibilidad en la piel para obtener diversas configuraciones de perfiles aerodinámicos morfados optimizados. El marco de optimización utiliza un algoritmo MATLAB interno, mientras que los cálculos aerodinámicos utilizan el solucionador XFoil con criterios de estimación de transición de flujo. Estos resultados se validan con un solucionador CFD que utiliza el modelo de turbulencia de Transporte de Esfuerzo Cortante de Transición (SST). Estudios numéricos verificaron la efectividad de la estrategia de optimización, y los perfiles aerodinámicos optimizados han mostrado una mejora significativa en el rendimiento aerodinámico general de hasta un 12.18% de reducción de resistencia en comparación con el perfil aerodinámico de referencia, y un aumento en la resistencia aerodinámica de hasta un 10% para las configuraciones de perfiles aerodinámicos optimizados UAS-S45 sobre su perfil aerodinámico de referencia. Estos resultados indican la importancia de la morfología del borde de ataque en la mejora de la eficiencia aerodinámica del perfil aerodinámico UAS-S45.
Descripción
Se propone una optimización aerodinámica para un borde de ataque con morfología de nariz caída (DNLE) de un UAV bien conocido, el UAS-S45, utilizando un novedoso algoritmo de Optimización Black Widow (BWO). Este enfoque integra el algoritmo de optimización con un método de parametrización de Transformación de Clase y Forma (CST) modificado para mejorar el rendimiento aerodinámico al minimizar la resistencia y maximizar la resistencia aerodinámica en la condición de vuelo de crucero. La técnica de parametrización CST se utiliza para parametrizar el perfil aerodinámico de referencia introduciendo cambios de forma locales y proporcionando flexibilidad en la piel para obtener diversas configuraciones de perfiles aerodinámicos morfados optimizados. El marco de optimización utiliza un algoritmo MATLAB interno, mientras que los cálculos aerodinámicos utilizan el solucionador XFoil con criterios de estimación de transición de flujo. Estos resultados se validan con un solucionador CFD que utiliza el modelo de turbulencia de Transporte de Esfuerzo Cortante de Transición (SST). Estudios numéricos verificaron la efectividad de la estrategia de optimización, y los perfiles aerodinámicos optimizados han mostrado una mejora significativa en el rendimiento aerodinámico general de hasta un 12.18% de reducción de resistencia en comparación con el perfil aerodinámico de referencia, y un aumento en la resistencia aerodinámica de hasta un 10% para las configuraciones de perfiles aerodinámicos optimizados UAS-S45 sobre su perfil aerodinámico de referencia. Estos resultados indican la importancia de la morfología del borde de ataque en la mejora de la eficiencia aerodinámica del perfil aerodinámico UAS-S45.