Dissertação

Efficient Aerodynamic Optimization of Aircraft Wings EVALUATED

A integração disciplinar é um dos fatores-chave mais importantes para design eficiente. Multidisciplinary Design and Optimization é uma técnica promissora para o efeito, uma vez que combina análises multidisciplinares com otimização baseada em métodos de gradiente. Assim, esta técnica requer a avaliação das derivadas das funções de interesse em relação às variáveis de projeto, tarefa essa a mais pesada computacionalmente durante o processo de otimização. Tradicionalmente, o cálculo destas é impreciso e pouco eficiente, uma vez que se recorrem a métodos aproximados. Desta forma, o objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma ferramenta de otimização eficiente com o propósito de resolver problemas de design aerodinâmico com recurso a informação do gradiente exata. Primeiro, é feito um levantamento dos vários métodos de análise de sensibilidade e assim entender as suas características. De seguida, um modelo aerodinâmico baseado no método do painel é adaptado em cinco módulos, na qual os respetivos módulos de análise de sensibilidade são construídos recorrendo a: diferenciação automática, diferenciação simbólica e método adjunto. Tanto o modelo como a respetiva análise de sensibilidade são verificados com uma ferramenta de design de asas e com o método das diferenças finitas, respetivamente. Um estudo paramétrico é também conduzido para uma asa de referência, analisando assim o impacto das variáveis de projeto nos coeficientes aerodinâmicos. Por último, problemas de design aerodinâmico são resolvidos com sucesso recorrendo à nova ferramenta pois, quando comparado ao uso do método das diferenças finitas, o tempo de otimização poderá ser reduzido em 90%.
métodos do gradiente, design aerodinâmico, análise de sensibilidade, método do painel, diferenciação automática, método adjunto

Abril 6, 2018, 15:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

André Calado Marta

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar