Dissertação
Surrogate based Multidisciplinary Design Optimization of a VTOL aircraft EVALUATED
Esta tese apresenta uma comparação entre uma otimização multidisciplinar (MDO), baseada em modelos de aproximação, e MDO usando funções reais de uma aeronave de asa fixa com capacidade de descolagem e aterragem vertical (VTOL) para Mobilidade Aérea Urbana (UAM). Durante a fase conceptual de projeto aeronáutico, é importante ter uma vasta exploração do espaço de projeto, usando modelos de várias disciplinas que precisam ser considerados para satisfazer os requisitos da missão. Modelos de aproximação são uma abordagem com potencial para explorar rapidamente o espaço de projeto. Desta maneira, nesta tese, é realizada uma comparação entre os resultados de uma MDO usando funções reais e os modelos aproximados dessas funções. Três abordagens principais para a otimização são realizadas: uma otimização usando as funções analíticas reais e as suas derivadas com o método adjoint; uma otimização baseada em modelos aproximados para a função objetivo e constrangimentos, usando a Surrogate Modeling Toolbox (SMT); e uma otimização baseada em amostragem adaptativa e critérios de preenchimento, como o critério de Watson e Barnes (WB2). Para comparar estas estratégias de otimização multidisciplinar, resolvidas com recurso à ferramenta OpenMDAO, um problema com o objectivo de minimizar a energia é definido para a aeronave VTOL, sendo as disciplinas de aerodinâmica e estruturas modeladas com recurso aos modelos de baixa fidelidade implementados no OpenAeroStruct (OAS). Inicialmente, apenas duas variáveis de projeto são utilizadas. São depois adicionadas mais variáveis ao problema, aumentando assim a complexidade do problema de otimização.
maio 24, 2021, 17:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Frederico José Prata Rente Reis Afonso
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Auxiliar Convidado
