نام پژوهشگر: امیر لطیفی بیدرونی

بهینه سازی بالواره پره توربین باد با استفاده از الگوریتم ژنتیک و شبکه های عصبی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1392
  امیر لطیفی بیدرونی   محمد حسن جوارشکیان

هدف از این تحقیق ارائه روشی برای طراحی ایرفویل پره توربین باد با استفاده از الگوریتم ژنتیک و شبکه های عصبی است که علاوه بر کاربردی بودن، دارای دقت زیاد و سرعت بالایی باشد. جریان حول ایرفویل آیرودینامیکی از پره توربین باد توسط دینامیک سیالات محاسباتی آنالیز گردیده است. پس از بررسی صحت نتایج و تطابق آن با نتایج تجربی و همچنین بررسی استقلال از شبکه و استقلال از دامنه حل، روش عددی مذکور جهت انجام تحلیل های بیشتر مورد استفاده قرار گرفته است. سپس با آموزش شبکه عصبی های با معماری های مختلف ومقایسه آنها، شبکه عصبی مناسب تعیین گردید. در اینجا از الگوریتم ژنتیک و ترکیب کردن آن با شبکه عصبی آموزش دیده، جهت بهینه سازی شکل ایرفویل استفاده شده است. برای مدل سازی جریان لزج غیر قابل تراکم آشفته از مدل کی-اپسیلون و تکنیک متغیرهای بی بعد بهره گرفته شده است. در این روند شبیه سازی، روش حجم محدود، الگوریتم فشارمبنا و حل کننده ضمنی برای حل دستگاه معادلات گسسته شده مورد استفاده قرار گرفته است. ایرفویل مبنا برای تمامی بهینه سازی های این تحقیق e387 می باشد. بهینه سازی با توابع هدف متفاوت و همچنین در زاویه حمله های مختلف انجام شده است تا شکل بهینه ایرفویل در هر زاویه تعیین شود. توابع اصلاح شده هیکز-هن جهت ایجاد شکل هموار برای ایرفویل مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج بدست آمده دقت بالای شبکه های عصبی در پیش بینی ضرایب آیرودینامیکی را نشان می دهد. همچنین این روش زمان بهینه سازی را به مقدار قابل ملاحظه 99.5% کاهش می دهد. شکل های مختلف ایرفویل که هرکدام برای شرایط خاصی مناسب می باشند بدست آمده است. علت متفاوت بودن ظاهر ایرفویل ها بحث شده است. ضرایب آیرودینامیکی و ویژگی های استال ایرفویل ها نیز مورد بررسی قرار گرفته اند. همچنین نمودار ضریب فشار، کانتورهای سرعت و خطوط جریان ایرفویل ها نیز آورده شده تا دید دقیق تری در مورد تأثیر ظاهر ایرفویل بر این پارامترها بدست دهد.