| Studiju veids |
maģistra akadēmiskās studijas |
| Studiju programmas nosaukums |
Aviācijas transports |
| Nosaukums |
Gradientu nesaturošu algoritmu izstrāde lidmašīnu virsmu aerodinamiskai optimizācijai |
| Nosaukums angļu valodā |
Development of Gradient Free Algorithms for the Aerodynamic of Aircraft Surfaces |
| Struktūrvienība |
31000 Būvniecības un mašīnzinību fakultāte |
| Darba vadītājs |
Ali Arshad |
| Recenzents |
Emma Šidlovska |
| Anotācija |
Lidaparātu komponentu, piemēram, spārnu, aerodinamiskā optimizācija ir process, ko izmanto jaunu lidaparātu izstrādē un esošo konstrukciju veiktspējas uzlabošanā. Tomēr aerodinamiskajai optimizācijai ir pieejams liels skaits iespējamo optimizācijas algoritmu. Šajā pētījumā tiek izstrādāts aerodinamiskās optimizācijas algoritms lidaparātu virsmām. Turklāt algoritms tiek pielietots gan 2D, gan 3D mērogā. Abu pieeju optimizētie dizaini tika salīdzināti, lai noteiktu piemērotāko mērogu aerodinamiskās optimizācijas uzdevumiem.
Aerodinamiskās optimizācijas algoritms tika izstrādāts, izmantojot daudzmērķu optimizācijas metodi Non-dominated Sorting Genetic Algorithm – III (NSGA-III). Lai uzlabotu optimālo risinājumu izpēti, algoritms tika papildināts ar K-means klasterizācijas metodi, kas pielāgo mērķu atsauces virzienus. Rezultātā izveidotais adaptīvais NSGA-III (A-NSGA-III) algoritms tika izmantots 2D un 3D aerodinamiskās optimizācijas ietvaros. Aerodinamisko īpašību novērtēšanai 2D optimizācijas ietvarā tika izmantots Xfoil potenciālās plūsmas risinātājs. Savukārt 3D optimizācijas ietvarā tika izstrādāts aerodinamiskās analīzes rīks, kas izmanto virpuļu režģa metodi (VLM) un Xfoil, balstoties uz sloksņu teoriju. Profila parametrizācija tika veikta, izmantojot CST funkcijas gan 2D, gan 3D optimizācijas gadījumā. Iegūtie 2D un 3D optimizētie dizaini, kā arī izstrādātais 3D aerodinamiskās analīzes rīks tika salīdzināti, izmantojot skaitlisko CFD analīzi.
Pareto frontes konverģences analīze 2D un 3D aerodinamiskās optimizācijas ietvaros parādīja, ka 3D optimizācija prasa ievērojami lielākus kompromisus optimāla risinājuma iegūšanai. Sākotnējā Xfoil analīze uzrādīja, ka 2D optimizācijas rezultātā iegūtā profila aerodinamiskā veiktspēja ir augstāka nekā bāzes profilam un 3D optimizētajam profilam. Tomēr 3D analīze, izmantojot izstrādāto 3D aerodinamiskās analīzes rīku, parādīja, ka no 3D optimizētā profila iegūtie spārni darbojas ievērojami labāk (līdz pat 97% CL/CD ziņā) nekā 2D optimizētais un bāzes spārns. 2D optimizētais spārns uzrādīja līdz pat 21% labāku aerodinamisko veiktspēju nekā bāzes spārns. CFD verifikācija apstiprināja šos rezultātus, uzrādot attiecīgi 54% un 77% uzlabojumu aerodinamiskajā veiktspējā 2D un 3D optimizētajiem spārniem salīdzinājumā ar bāzes spārnu. |
| Atslēgas vārdi |
Aerodinamiskā optimizācija, adaptīvā NSGA-III, vidējas precizitātes aerodinamiskā analīze, CFD |
| Atslēgas vārdi angļu valodā |
Aerodynamic optimization, adaptive NSGA-III, medium fidelity aerodynamic analysis, CFD |
| Valoda |
eng |
| Gads |
2026 |
| Darba augšupielādes datums un laiks |
28.05.2026 10:10:54 |
