چكيده فارسي :
در اين پژوهش، بهينه‌سازي چندموضوعي پيكربندي كپسول بازگشتي با درنظرگرفتن ملاحظات آيروترموديناميك، مسير، پايداري و هندسه ارايه شده است. روش اتخاذشده بر مبناي تجزيه مساله اصلي به روال‌هاي موضوعي است كه تجزيه و تحليل جداگانه‌اي را براي هر يك از موضوعات انجام مي‌دهد. پژوهش حاضر به چهار بخش اصلي پارامتري‌كردن شكل كپسول بازگشتي، تجزيه و تحليل آيروترموديناميكي، تجزيه و تحليل مسير بازگشت به جو و بهينه‌سازي تقسيم مي‌شود. پيكربندي كپسول بازگشتي مورد مطالعه در اينجا، متعلق به خانواده كپسول اورايون است و شكل آن از سه سطح تحليلي تشكيل شده كه شامل يك دماغه كروي، يك بخش حلقه‌اي و يك قسمت مخروطي ناقص در عقب كپسول بازگشتي است. اهداف بهينه‌سازي بيشينه‌سازي بازده حجمي، كمينه‌سازي مشتق پايداري طولي و كمينه‌سازي ضريب بالستيك هستند؛ همچنين در مساله حاضر، قيودي براي هندسه، بار حرارتي و شتاب منفي لحاظ شده‌اند. با استفاده از الگوريتم ژنتيك چندهدفه مجموعه‌اي از جواب‌هاي بهينه پارتو نامغلوب به دست مي‌آيد، بنابراين روند بهينه‌سازي چندمنظوره چندهدفه اجازه مي‌دهد تا يك جبهه پارتو از بهترين پيكربندي‌ها شناسايي شوند. پيكربندي‌هاي بهينه به‌دست‌آمده به‌طور واضح مصالحه‌هاي بين بازده حجمي، پايداري طولي و ضريب بالستيك را نشان مي‌دهند. در نهايت نتايج مربوط به مشخصه‌‌هاي ابعادي و عملكردي كپسول بازگشتي ارايه شده است.
چكيده لاتين :
Multidisciplinary shape optimization of a re-entry capsule with aero-thermodynamic, trajectory, stability and the geometry considerations are presented in this research. The method is based on decomposition of the underlying problem into disciplinary routines performing separated analysis for each goal.The current research is separated into four main components: shape parameterization of re-entry capsule, aero-thermodynamic analysis, re-entry trajectory analysis and optimization.The re-entry capsule that is studied here belongs to the family of the Orion-like capsule and its shape composed of three analytic surfaces: a spherical nose, a ring section and a rear conical part. The objectives of the optimization are maximizing volumetric efficiency, minimizing longitudinal stability derivative, and minimizing the ballistic coefficient, subject to constraints on geometry, heating load, and deceleration. Utilizing a multi-objective genetic algorithm will result in a collection of non-dominated Pareto optimal solutions. Then, the multi-disciplinary multi-objective optimization process allows finding a Pareto front of the best shapes. Resulting optimal solutions obviously show the compromises among volumetric efficiency, longitudinal stability and ballistic coefficient. In the end, the results containing dimension’s characteristics of the re-entry capsule is presented.
