Σκοπός της διπλωματικής εργασίας αυτής είναι η ανάπτυξη, ο προγραμματισμός και η διερεύνηση μιας μεθόδου στατικής αεροελαστικής βελτιστοποίησης. Στο πλαίσιο αυτής, πραγματοποιείται η σύζευξη ενός αεροδυναμικού και ενός ελαστικού επιλύτη, ο έλεγχος της ορθής λειτουργίας, τόσο του αεροεδυναμικού, όσο και του συζευγμένου επιλύτη, ο απεπλεγμένος υπολογισμός των ολικών παραγώγων του συζευγμένου συστήματος και η εφαρμογή των παραπάνω σε μια βελτιστοποίηση μορφής διδιάστατης αεροτομής. Ο υπολογισμός των παραγώγων είναι αναγκαίος, λόγω της χρήσης αιτιοκρατικής μεθόδου βελτιστοποίησης και συγκεκριμένα αυτής της απότομης καθόδου (Steepest Descent). Ωστόσο, η θεωρία που αναπτύσσεται είναι εφαρμόσιμη σε οποιαδήποτε άλλη αιτιοκρατική μέθοδο βελτιστοποίησης που βασίζεται στον υπολογισμό των παραγώγων (Gradient-Based). Στη βελτιστοποίηση που εκτελείται, ως συνάρτηση στόχος, τίθεται ο λόγος της άνωσης προς την οπισθέλκουσα, ενώ ως μεταβλητές σχεδιασμού ορίζονται οι συντεταγμένες των καμπυλών Bezier, οι οποίες χρησιμοποιούνται για την παραμετροποίηση της γεωμετρίας της αεροτομής. Ο υπολογισμός των παραγώγων της συνάρτησης στόχου, ως προς τις μεταβλητές σχεδιασμού, όπως αναφέρθηκε και προηγουμένως, πραγματοποιείται με απεπλεγμένο τρόπο, με χρήση της μεθόδου MDF (Multidisciplinary Feasible), απλοποιώντας έτσι τη διαδικασία και εξαλείφοντας την ανάγκη μετατροπής των επιμέρους επιλυτών σε ένα σύνθετο πεπλεγμένο επιλύτη. Η προαναφερθείσα μέθοδος όμως, απαιτεί τον υπολογισμό των ολικών παραγώγων των επιμέρους απομονωμένων συστημάτων. Από την πλευρά του προβλήματος ροής, οι παράγωγοι υπολογίζονται με τη συνεχή συζυγή μέθοδο, με υπολογιστικό κόστος ανεξάρτητο του πλήθους των μεταβλητών σχεδιασμού, ενώ στην περίπτωση του ελαστικού προβλήματος, ο υπολογισμός αυτός γίνεται αναλυτικά. Για την αεροδυναμική επίλυση και την προσαρμογή του πλέγματος, διαδικασίες αναγκαίες σε μια αεροελαστική μελέτη, καθώς και τη συνεχή συζυγή μέθοδο υπολογισμού των αεροδυναμικών παραγώγων, χρησιμοποιείται ο επιλύτης PUMA, ο οποίος έχει αναπτυχθεί στη ΜΠΥΡ&Β/ΕΜΠ.
(EL)
National Technical University of Athens
