بهینه سازی و شبیه سازی گرین ستاره ای با استفاده از الگوریتم ژنتیک بر مبنای کدهای سرعت ‌بالا

تمرکز این مقاله بر بهینه سازی گرین سوخت جامد بر مبنای کدهای سرعت بالا است. یکی از راهکارهای طراحی موتور سوخت جامد با عملکرد بالا، طراحی گرین بهینه برای آن است، به طوریکه از طرفی بیشترین سطح سوزش فراهم شده و از طرف دیگر سایر الزامات مانند استحکام مکانیکی و ساخت پذیری گرین نیز تامین گردد. یکی از متداول ترین انواع گرین، شکل ستاره ای است. برای بهینه سازی موتور سوخت جامد با گرین ستاره ای، یک مدل برای شبیه سازی گرین مورد نیاز است تا در هر لحظه، سطح سوزش سوخت را ارائه دهد. یکی از رو ش های شبیه سازی سطح سوزش سوخت، مدل سازی آن در نرم افزارهای cad و استخراج سطح سوزش با استفاده از ابر نقاط است. این روش حجم محاسباتی بالایی داشته و بکارگیری آن در الگوریتم بهینه سازی که خود یک روش عددی تکراری است، عملاً زمانبراست. برای رفع این مشکل، در این مقاله از یک مدل پارامتریک هندسی برای محاسبه سطح سوزش و جریان داخلی صفر بعدی با در نظر گرفتن سوزش فرسایشی استفاده شده است. مشخصه بارز این مدل، سرعت بالای محاسبات آن است که در کوپل با الگوریتم های بهینه سازی کارآیی بالایی خواهد داشت. نتایج بدست آمده نشان می دهد که این مدل هندسی پارامتریک، با وجود حجم محاسباتی بسیار پایین تر نسبت به مدل ابر نقاط، از دقت بالایی نیز برخوردار است. نتایج روش بیان شده بسیار نزدیک به اهداف مشخص شده برای طراحی می باشد به عنوان مثال برای یک مورد مشخص میزان درصد انحراف معیار 0.355 بدست آمده است، بنابراین با کمترین میزان خطا می توان به گرین مورد نظر دست پیدا کرد.

Star grain optimization and simulation using genetic algorithm based on high speed codes

In this paper, the focus is on optimizing solidfuel grain based on highspeed codes. One of the ways to design a highperformance solid fuel engine is to design the optimal grain for it, so that the highest burning area is provided, and on the other hand other requirements such as mechanical strength and build ability of the grain are provided. One of the most common types of grain is the star shape. To optimize a solidfuel engine with a star grain, a model is needed to simulate the grain to provide the burning area at any given time. One of the methods of simulating the burning area is modeling it in CAD software and extracting the burning area using cloud points. This method has a high computational volume and its application in optimization algorithm, which is a recurring numerical method, is practically time consuming. To solve this problem, in this paper, a geometric parametric model has been used to calculate the burning area and the Zerodimensional internal ballistic considering the erosive burning. The distinctive feature of this model is the high speed of its calculations, which is highly efficient in the coupling with optimization algorithms. The results show that this parametric geometric model, in addition to the much lower computational volume than the cloud point model, is also more accurate. The results of the stated method are very close to the specified goals for the design. For example, for a specific case, the standard deviation percentage is 0.355, so the desired grain can be achieved with the least error.