مروري بر استراتژي هاي بهينه سازي آيروديناميكي ملخ بالگرد

Review of using surrogate models including CFD. methods to determine the appropriate strategy of aerodynamic optimization of the helicopter rotor

در تحقيق حاضر مروري بر استراتژي هاي كلي مورد استفاده در بهينه سازي آيروديناميكي ملخ بالگرد با هدف انجام كاهش منابع محاسباتي فرايند بهينه سازي عملكرد طرح ‌هاي آيروديناميكي جديد ملخ انجام شده است. اين مطالعه با نگاهي مختصر به مفاهيم و دلايل ايجاد آيروديناميك غير دائم و چالش هاي اساسي ايجاد شده براي مواجه با اين مسئله اساسي در طراحي و بهينه سازي ملخ بالگرد شروع شده سپس، روش هاي طراحي و بهينه سازي گذشته و حال استفاده يا پيشنهاد شده و توسعه ابزارهاي تجزيه و تحليل براي ارزيابي عملكرد ملخ مورد بررسي قرار مي­گيرند تا درك بهتري از مسئله مذكور حاصل شود. نتيجه مطالعه نشان داد عليرغم استفاده از دانش آيروديناميكي كلاسيك، تونل باد، آزمايش ملخ مدل و محاسبات آيروديناميكي نسبتاً پايين در گذشته، توسعه اخير ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) اكنون فرصتي را براي پيش‌بيني دقيق ميدان جريان لزج و قابل تراكم در پيرامون ملخ و در نتيجه پيش‌بيني عملكرد طراحي‌هاي جديد آن ارائه مي‌دهند. لذا استفاده از اين ابزارها بعنوان ابزاري نوين براي شبيه­ سازي­هايي با همانندي بالا در كنار استفاده از روش­هاي مدل‌سازي­ جايگزين با همانندي متغير اكثر جنبه­ هاي مسئله بهينه سازي آيروديناميكي ملخ بالگرد را بوسيله هزينه­ هاي محاسباتي و زماني كاهش يافته پوشش خواهند داد.

A review of the general strategies used in the aerodynamic optimization of the helicopter rotor has been done. The aim is reducing the computational resources of the optimizing process of the new aerodynamic designs of the rotor. This study begins with a brief review of the concepts and sources of the unsteady aerodynamics and the fundamental challenges to addressing this fundamental problem in helicopter rotor design and optimization. Then, past and present design and optimization methods used or proposed and the development of analysis tools to evaluate rotor performance reviewed to gain a better understanding of the problem. The results showed that despite the use of classical aerodynamics, wind tunnel, model rotor experiments and aerodynamic calculations in the past, the recent development of computational fluid dynamics (CFD) now provides an opportunity to accurately predict the viscous and compressible flow field and provide predicting the new rotor designs performances’. Therefore, the use of these tools for highfidelity simulations along with the use of surrogate modeling methods with variable fidelity will cover most aspects of the aerodynamic optimization problem of the helicopter rotor with reduced computational and time resources.