الگوي رتبه‌كاستة طراحي معكوس و تحليل جريان سيال با بهره‌گيري از مودهاي تركيبي هندسه و ميدان جريان بر مبناي روش تجزيه متعامد بهينه

Reduced order model of inverse shape design and flow field analysis using combined form of geometrical and flow modes based on proper orthogonal decomposition

در اين پژوهش به ارائة روشي براي تحليل جريان غيرلزج و طراحي بهينة ايرفويل بر پاية الگوي رتبه كاستة تجزية متعامد بهينه پرداخته شده ‍است. هدف اين پژوهش توسعة الگويي رتبه كاسته است تا بتواند با استفاده از داده‌هاي حاصل از حل معادلة اويلر، طراحي بهينة سطوح ائروديناميكي را انجام داده، به‌نحوي‍كه هزينة محاسباتي طراحي در مقايسه با روش ديناميك سيالات محاسباتي به‌شدت كاهش ‌يابد. داده‍هاي ائروديناميكي مورد نظر از شبيه سازي يك جريان غيرلزج و به ازاي تغييرات پارامترهاي مختلف هندسي به‌دست آمده‍ اند. الگوي مورد بحث تركيبي از روش تجزية متعامد بهينه همراه با حل يك مسئلة كمينه سازي به‌منظور دستيابي به توزيع فشار يا هر معيار مطلوب ديگري است. به‌منظور بازسازي اين الگو از نمايه هاي ميدان فشار حول ايرفويل استفاده شده ‍است. در بخشي از اين تحقيق به طراحي معكوس ايرفويل در فضايي خارج از نمايه­ هاي موجود پرداخته شده ­است. نتايج از مدل رتبه‍ كاستة حاضر با شبيه سازي‍هاي حاصل از حل دقيق مقايسه‌ شده كه دقت در محاسبات را نشان مي‍دهد.

This paper presents a method for inviscid airfoil analysis and design optimization that uses reduced order models based on proper orthogonal decomposition. The aim of this research is about development of reduced order approach which can perform optimum design of aerodynamic surfaces based on solution of Euler equations. This model is reduced cost of computations compared with CFD simulation approach. Aerodynamic data is obtained from an inviscid flow simulation code using different airfoil geometries. The outcome model is based on combination of Proper Orthogonal Decomposition (POD) method with solution of least squares problem to obtain the pressure distribution or any desired criteria. For reconstruction of this model, snapshot of airfoil surface pressure distribution has been used. In one of the sections of this paper presents the airfoil inverse design model for a case which is out of snapshots ensemble’s vector space. The obtained results from reduced order model are compared with direct CFD simulation and show good accuracy of the proposed approach.