بهینه سازی شکل آیرودینامیک سطح جلویی لوکوموتیو قطار تندرو با هدف کاهش نیروی مقاوم هوا در حالت دو بعدی

در پروژه پیشرو فرآیند بهینه سازی شکل آیرودینامیک یک قطار تندرو، با هدف یافتن بهترین هندسه از نقطه نظر نیروی درگ و لیفت، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در این راستا پس از تعیین مقدار شیب گذار از بدنه اصلی به دماغه، مقدار باریکی دماغه، ارتفاع قسمت بالایی و پایینی نوک و موقعیت نقطه پیشانی به عنوان متغیر در طراحی شکل بدنه، از روش نربس برای تعریف هندسه بدنه به صورت پارامتریک استفاده شده است. برای مدل سازی جریان روی بدنه و یافتن مقادیر ضریب درگ و لیفت هندسه های مختلف در این پروژه، از معادلات ناویراستوکس متوسط گیری شده در زمان و برای مدلسازی آشفتگی از مدل اسپالارات-آلماراس استفاده گردیده و به منظور کاهش تعداد تحلیل ها در طول فرآیند بهینه سازی و به دنبال آن کاهش زمان فرآیند بهینه سازی، از مدل جانشین بر پایه شبکه عصبی مصنوعی به جای استفاده از شبیه سازی عددی در فرآیند بهینه سازی استفاده شده است. در پایان نتایج بهینه سازی با استفاده از چهار الگوریتم nsga-ii، mopso، mopso-cd و moica ارائه و با یکدیگر مقایسه شده و مجموعه هندسه های بهینه و شکل جریان برخی از این اشکال ارائه شده اند. نتایج نشان دادند که فرآیند ارائه شده در این پروژه، از عملکرد بسیار مناسبی برخوردار بوده است و توانسته تمامی طرح های بهینه را به درستی پیش بینی کند. همچنین در میان الگوریتم های بهینه سازی چندهدفه مورد بررسی در این پروژه، الگوریتم moica عملکرد مناسب تری از سایر الگوریتم ها در زمینه مورد بررسی در این پروژه از خود نشان داد.