بهینه‌سازی مشخصات حرکتی یک ایرفویل نوسانی در نزدیکی سطح آب با استفاده از الگوریتم ژنتیک و روش پاسخ سطح

در این تحقیق، حرکت نوسانی ایرفویل در جریان لزج، آشفته، و پایا، در نزدیک سطح آب، به منظور بهینه سازی تاثیر پارامترهای هندسی و نوسانی بر ضرایب آیرودینامیکی ایرفویل توسط یک روش عددی شبیه سازی شده است. در این شبیه سازی، معادلات ناویراستوکس با استفاده از روش حجم محدود با دقت مرتبه دوم گسسته و توسط الگوریتم پیمپل حل شده است. و برای بهینه سازی از الگوریتم ژنتیک در روش پاسخ سطح  استفاده شده است. در روند شبیه سازی، برای پیش بینی سطح آزاد سیال، روش کسر حجمی مورد استفاده قرار گرفته است. مقایسه قسمتی از نتایج این شبیه سازی، با داده های عددی مربوط به یک ایرفویل نوسانی در نزدیکی سطح زمین صحت تحقیق را تایید می نماید. این شبیه سازی در سه فرکانس کاهیده، سه دامنه نوسان و سه فاصله ایرفویل از سطح آب انجام شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که در نزدیک سطح، ارتفاع پروازی نسبت به دو پارامتر دیگر بر ضرایب آیرودینامیکی موثرتر است. همچنین به بهینه سازی با روش پاسخ سطح و الگوریتم ژنتیک پرداخته شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که بالواره با فاصله ی پروازی بی بعد 0.539،  فرکانس کاهیده 0.5 و دامنه نوسان بی بعد 0.025  بهینه ترین مقدار نسبت ضریب برآ به پسا را ایجاد می کند.

Optimize motion characteristics of Oscillation Airfoil near the Water Surface using Genetic Algorithm and RSM

In this study, oscillations of an airfoil in a viscous, turbulent, and unsteady flow near a water surface have been numerically simulated to optimize the effect of geometric and oscillatory parameters on aerodynamic coefficients of airfoil. In this simulation, the NavierStokes equations are dissected using finite volume method with secondorder accuracy and are solved by the Pimplealgorithm and the genetic algorithms in the surface response methodology (RSM) has are used for optimization. In the process of simulation, volume fractionation method has been used to predict the free surface of the flow. Comparing a part of the results of this simulation with numerical data for an oscillating airfoil near the ground confirms the accuracy of the investigation. This simulation is done in three reduced frequencies, three amplitudes and three flight altitudes. The results show that flight altitude is more effective on aerodynamic coefficients than two other parameters near the surface. Also, optimization done by surface response method and genetic algorithm, the results are shown airfoil in dimensionless flight altitude 0.539, reduced frequency 0.5 and dimensionless amplitude 0.025 create the optimal value of the ratio of the coefficient of lift to drag.