طراحي بهينه ي پروفيل قسمت واگراي يك نازل فرامنبسط با استفاده از هوش مصنوعي

مقاله حاضر به طراحي بهينه كانتور يا پروفيل قسمت واگراي يك نازل مافوق‌صوت فرامنبسط به‌منظور دست‌يابي به بيشينه نيروي پيشران ممكن در عين حفظ طول و نسبت مساحت خروجي به گلوگاه نازل مي‌پردازد. براي اين كار، يك ابزار كارآمد و مطمئن با تركيب ديناميك سيالات محاسباتي و هوش مصنوعي توسعه داده شده است. در ابتدا، پروفيل مرجع با يك روش ابتكاري و با استفاده از برازش يك بي اسپلاين درجه سوم مدل‌سازي شده و سپس با تغيير نقاط شكست اين پروفيل، مجموعه‌اي از پروفيل‌هاي ممكن توليد شده است. اين مجموعه از پروفيل‌ها توسط ديناميك سيالات محاسباتي تحليل گرديده است. سپس، از هندسه نازل به همراه نيروي پيشران حاصل از پروفيل‌ها براي آموزش شبكه عصبي مصنوعي بهره برده شده است. پس از آن، با به‌كارگيري الگوريتم ژنتيك پروفيل بهينه به‌دست آمد. پيش‌بيني الگوريتم هوش مصنوعي براي نيروي پيشران نازل بهينه با مقدار به‌دست آمده از شبيه‌سازي عددي مقايسه شده كه اعتبار رويكرد حاضر را نشان مي‌دهد. مقايسه بين پروفيل مرجع و پروفيل بهينه براي نسبت فشار 14، نشان دهنده افزايش 36 درصدي نيروي پيشران و افزايش 138 درصدي ضريب بازيافت فشار سكون است. مقايسه نازل‌ها در شرايط عملياتي خارج از نقطه طراحي نشان داد كه عملكرد نازل بهينه تا نسبت فشار 30 بهتر از نازل مرجع است؛ اما با عبور نسبت فشار نازل از 30، به‌كارگيري نازل بهينه به‌جاي نازل مرجع هيچ‌گونه اولويتي ندارد.