Optimización del Diseño Computacional para S-Ductos
Autores: D"Ambros, Alessio; Kipouros, Timoleon; Zachos, Pavlos; Savill, Mark; Benini, Ernesto
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Optimización del Diseño Computacional para S-Ductos
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Investigar
Diseño computacional
S-Duct
Optimización de formas
Comportamiento aerodinámico
Deformación de Forma Libre
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, investigamos el diseño computacional de un S-Duct típico que se encuentra en la literatura. Modelamos el problema de diseño como un estudio de optimización de forma. Los parámetros de diseño describen los cambios geométricos en 3D de la forma del S-Duct y evaluamos las mejoras en el comportamiento aerodinámico considerando dos funciones objetivo: las pérdidas de presión y el vórtice. La gestión de la geometría se controla con la técnica de Deformación de Forma Libre (FFD), el análisis del flujo se realiza utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD) en estado estacionario, y la exploración del espacio de diseño se logra utilizando el algoritmo de optimización heurística Búsqueda Tabú (MOTS). Los resultados revelan mejoras potenciales del 14% con respecto a las pérdidas de presión y del 71% con respecto al vórtice del flujo. Estos hallazgos superan por un amplio margen el nivel de optimalidad que se logró con otros enfoques en la literatura. Se realiza una investigación adicional de una gama de geometrías óptimas y se informa con una discusión detallada.
Descripción
En este trabajo, investigamos el diseño computacional de un S-Duct típico que se encuentra en la literatura. Modelamos el problema de diseño como un estudio de optimización de forma. Los parámetros de diseño describen los cambios geométricos en 3D de la forma del S-Duct y evaluamos las mejoras en el comportamiento aerodinámico considerando dos funciones objetivo: las pérdidas de presión y el vórtice. La gestión de la geometría se controla con la técnica de Deformación de Forma Libre (FFD), el análisis del flujo se realiza utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD) en estado estacionario, y la exploración del espacio de diseño se logra utilizando el algoritmo de optimización heurística Búsqueda Tabú (MOTS). Los resultados revelan mejoras potenciales del 14% con respecto a las pérdidas de presión y del 71% con respecto al vórtice del flujo. Estos hallazgos superan por un amplio margen el nivel de optimalidad que se logró con otros enfoques en la literatura. Se realiza una investigación adicional de una gama de geometrías óptimas y se informa con una discusión detallada.