بهینه‌سازی هندسه ایرفویل ناکا 0012 مجهز به گارنی فلپ شیاردار با هدف بهبود عملکرد آیرودینامیکی

بهینه‌سازی هندسه یک ایرفویل مجهز به گارنی‌فلپ با هدف بهبود عملکرد آیرودینامیکی، هدف اصلی این پژوهش بوده است. بهینه‌سازی گارنی‌فلپ شیاردار به منظور افزایش نیروی برآی و کارآیی ایرفویل ناکا 0012 نوآوری این تحقیق می‌باشد. به‌منظور بهینه‌سازی، از حل هم‌زمان الگوریتم ژنتیک، شبکه‌های عصبی مصنوعی و دینامیک سیالات محاسباتی بهره‌ گرفته ‌شده است. ارتفاع و ضخامت گارنی‌فلپ، ضخامت و محل قرارگیری شیار از متغیرهای بهینه‌سازی بوده‌اند. کلیه پژوهش‌ها در عدد رینولدز 106×0/45 و زاویه حمله 8 درجه با هدف شبیه‌سازی فرآیند برخاست انجا‌م‌گرفته‌ و پس از اعتبارسنجی نتایج، بهینه‌سازی با دو تابع هدف بیشینه برآ و کارآیی آیرودینامیکی صورت گرفته است. نتایج نشان دادند که هندسه با ضریب برآی بهینه دارای ارتفاع بیشتری نسبت به هندسه‌ با کارآیی بهینه بوده است. از طرفی ضخامت شیار نیز در هندسه اول کمتر از هندسه دوم بوده و محل شروع شیار نیز در آن به سمت دورشدن از لبه فرار حرکت‌کرده است. از طرفی هندسه بهینه نخست منتج به افزایش 21/64 درصدی ضریب برآ شده و هندسه بهینه دوم نیز، افزایش 293 درصدی کارآیی آیرودینامیکی را نتیجه داده‌است. به‌طورکلی می‌توان بیان داشت که استفاده از گارنی‌فلپ شیاردار بهینه، سبب می‌شود که بتوان در فاز برخاست، برآی موردنیاز به‌منظور کاهش مسافت را تامین کرد.

Optimization of The Slotted Gurney-Flap Geometry Applied to NACA 0012 Airfoil for Aerodynamic Performance Improvement

The salient aim of this paper is the shape optimization of an airfoil equipped with GurneyFlap for aerodynamic performance improvement. The optimization of the slotted GurneyFlap for improving the aerodynamic efficiency and increasing the lift force of NACA 0012 is the novelty of this research. The Genetic Algorithm, Artificial Neural Network, and Computational Fluid Dynamics are employed for shape optimization. The optimization variables include the height and thickness of the GurneyFlap; also, the thickness and position of the slot. All analyses have been conducted at Re=0.45×106 and AoA=8o to simulate the takeoff phase. After validation, the optimization process was conducted with two different fitness functions of Cl and L/D. According to the results, the geometry representing an optimized lift coefficient compared to the geometry with optimized L/D has a considerably higher height. Furthermore, the thickness of the slot in the first geometry is lower than the second geometry. As a result, the first optimized geometry leads to a 21.64 percent lift coefficient increment; there is a 293 percent increment in aerodynamic efficiency due to the second optimized geometry. As a result, it can be indicated that the help of slotted optimized GurneyFlap can provide the required lift force for a short takeoff landing distance.