Dissertação
{en_GB=Design of a High Aspect Ratio Wing Box using an Ant Colony Optimization Algorithm} {} EVALUATED
{pt=Todas as aeronaves que percorrem os céus actualmente usam combustíveis fósseis para gerar a propulsão necessária para voarem, o que resulta na produção de gases com efeito de estufa que prejudicam o ambiente. Tendo este problema em mente, esforços no desenvolvimento de novas aeronaves têm sidos feito de forma a aumentar a eficiência destas. Uma das soluções que se encontra a ser testada actualmente para aumentar a eficiência e a introdução de asas com uma razão de aspecto elevada (AR). Asas com um elevado AR apresentam vários problemas estruturais, sendo necessário a introdução de uma wing box suficientemente rígida de forma a resolvê-los. Tal solução levará a um aumento do peso da asa, reduzindo as vantagens obtidas pela introdução desta, o que torna o projecto da wing box fundamental. De forma a obter a estrutura o mais rígida possível com o mínimo peso possível, uma optimização topológica da mesma deve ser feita. O principal objectivo desta tese é encontrar o projecto óptimo para a wing box fazendo uma optimização topológica utilizando o algoritmo Ant Colony Optimization (ACO) como optimizador. ACO é um algoritmo meta heurístico com influências biológicas. A sua aplicação em problemas de optimização topológica foi desenvolvida recentemente. Conclusões sobre as topologias óptimas do wing box para uma asa com AR elevado são apresentadas. Nesta tese, um código de MATLAB com uma interface com o ANSYS foi desenvolvido, para resolver um problema de optimização topológica., en=Every aircraft currently crossing the sky are using fossil fuels in order to generate the propulsion required to fly, which leads to the production of greenhouse gases that warm the environment. Having this in mind, the main drive for the next generation of aircraft is fuel efficiency. One of the solutions that is being tested to increase the fuel efficiency is the introduction of high aspect ratio (AR) wings. A high aspect ratio wing leads to many structural problems, and to solve them one needs to have a considerably stiff wing box. The given solution increases the weight of the wing and reduces the advantages brought by the introduction of a high AR wing, thus making the design of the wing box a fundamental aspect. In order to have the stiffest possible structure having the minimum possible weight, one can do a topology optimization to find the optimal design for the given constraints. The main goal of this thesis is to find the optimal design of the wing box by performing a topology optimization using Ant Colony Optimization (ACO) algorithm. ACO is a meta-heuristic biologically. Its application to solve topology optimization has been introduced recently. Conclusions on the close to optimal topology of a wing box from a high aspect ratio wing are presented. In this thesis, a MATLAB code integrated with ANSYS for the structural analysis, is developed, in order to do a topology optimization.}
abril 20, 2016, 15:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
