Una Metodología de Diseño Factorial Multi-Objetivo para Salidas Aerodinámicas y Conductos
Autores: Spanelis, Apostolos; Walker, Alastair Duncan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Una Metodología de Diseño Factorial Multi-Objetivo para Salidas Aerodinámicas y Conductos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Tomas de fluido
Conductos de entrega complejos
Sistemas de ingeniería
Fase de diseño conceptual
Estudios de diseño preliminar
Diseño paramétrico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Las tomas de fluidos y los conductos de entrega complejos son comunes en muchos sistemas de ingeniería, pero diseñarlos puede ser una tarea desafiante. En la fase de diseño conceptual, muchos parámetros del sistema están abiertos a consideración y se requieren estudios de diseño preliminares para guiar el proceso de conceptualización en un desarrollo iterativo de ideas de diseño. Este artículo presenta una metodología simple para diseñar, explorar y optimizar paramétricamente tales sistemas a bajo costo. El método se aplica a un sistema aerodinámico que incluye una toma seguida de un conducto de entrega complejo. Se explora una selección de nueve variables de entrada a través de un enfoque de diseño factorial fraccional que consiste en tres diseños factoriales cúbicos individuales de siete niveles. Las predicciones numéricas se caracterizan en función de múltiples objetivos aerodinámicos. Una representación escalada de estos objetivos permite emplear una técnica de escalarización en forma de un criterio global que indica un conjunto de geometrías de compensación. Esto conduce a la selección de un conjunto de diseños nominales y a la determinación de su robustez, lo que eventualmente guiará la próxima iteración de diseño conceptual. Los resultados se presentan y discuten en función del espacio de criterios, el espacio de variables de diseño y los contornos de varias cantidades de flujo en una selección de geometrías óptimas.
Descripción
Las tomas de fluidos y los conductos de entrega complejos son comunes en muchos sistemas de ingeniería, pero diseñarlos puede ser una tarea desafiante. En la fase de diseño conceptual, muchos parámetros del sistema están abiertos a consideración y se requieren estudios de diseño preliminares para guiar el proceso de conceptualización en un desarrollo iterativo de ideas de diseño. Este artículo presenta una metodología simple para diseñar, explorar y optimizar paramétricamente tales sistemas a bajo costo. El método se aplica a un sistema aerodinámico que incluye una toma seguida de un conducto de entrega complejo. Se explora una selección de nueve variables de entrada a través de un enfoque de diseño factorial fraccional que consiste en tres diseños factoriales cúbicos individuales de siete niveles. Las predicciones numéricas se caracterizan en función de múltiples objetivos aerodinámicos. Una representación escalada de estos objetivos permite emplear una técnica de escalarización en forma de un criterio global que indica un conjunto de geometrías de compensación. Esto conduce a la selección de un conjunto de diseños nominales y a la determinación de su robustez, lo que eventualmente guiará la próxima iteración de diseño conceptual. Los resultados se presentan y discuten en función del espacio de criterios, el espacio de variables de diseño y los contornos de varias cantidades de flujo en una selección de geometrías óptimas.