معرفي يك الگوريتم بهينه سازي جستجوي هارموني اصلاح شده براي بررسي روش هاي معرفي كننده ي هندسه ايرفويل و بهينه سازي آيروديناميكي

Introduction of an improved Harmony Search Optimization Algorithm for investigating of Airfoil Parameterization Methods and Aerodynamics optimization

استفاده از يك روش توصيف كننده ي هندسه ي ايرفويل يكي از نيازهاي اساسي براي بهينه سازي ايرفويل ها است. انتخاب اين روش نقش بسيار مهمي در بهينه سازي دارد، به طوري كه استفاده از روشي نامناسب، نتايج ضعيفي را ارايه داده و همگرايي را به تاخير خواهد انداخت. از اين رو در كار حاضر، اصلاحي بر الگوريتم تكاملي بهينه سازي جستجوي هارموني انجام شده و با استفاده از آن و يك طراحي بهينه سازي معكوس (با يك تابع هزينه غير آيروديناميكي)، سه روش متداول معرفـي كننده ي هندسه ي ايرفويل (منحني هاي بزير، روش پارسس و فرمول هاي 4 رقمي ناكا) مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج به دست آمده نشان مي دهند كه منحني هــاي بزير و روش پارسس داراي كارايي بالايي نسبت به فرمول هاي 4 رقمي ناكا هستند. در نهايت روش پارسس به دليل داشتن پارامتر كنترلي كمتر، به همراه الگوريتم بهينه سازي اصلاح شده، براي بهينه سازي هندسه ي يك ايرفويل تحت جريان لزج و درهم، با هدف بيشينه نمودن نسبت برآ به پسا استفاده شده است. براي انجام اين مهم، معادلات دو بعدي تراكم پذير ناوير-استوكس به همراه مدل درهم اسپالارت-آلماراس در اطراف ايرفويل حل گرديده اند. نتايج به دست آمده نشان از توانايي بالاي الگوريتم بهينه سازي اصلاح شده به منظور ارزيابي روش هاي توصيف كننده ي هندسه ايرفويل و بهينه سازي آيروديناميكي دارد.

Utilizing an airfoil Parameterization method is one of the essential requirements for airfoils optimization. The selection of this method plays an important role, as using an unsuitable method yields the weak results. In addition, it will impose delay on convergence of the solution. Hence, in this work, an improved Harmony Search meta-heuristic optimization algorithm has been developed for investigating three common airfoil parameterization methods (Bezier curves, Parces method and 4-digit-NACA formula) using an inverse optimization design and a non-aerodynamics objective function. The obtained results show that the Bezier curves and Parces method are more efficient than 4-digit-NACA formula. Finally, because of having few control parameters, the Parces method has been used along with an improved Harmony Search algorithm for the shape optimization of an airfoil under a viscose and turbulent flow, with the objective of maximizing lift to drag ratio. To do this, 2-dimentional compressible Navier-Stokes equations with Spalart-Allmaras turbulent method have been solved around the airfoil. The results reveal that the improved optimization algorithm is highly capable of evaluating the airfoil parameterization methods and aerodynamics optimization.