بهینه سازی و شبیه سازی گرین ستاره ای با استفاده از الگوریتم ژنتیک بر مبنای کدهای سرعت بالا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی پژوهشگاه هوافضا

2 عضو هیات علمی / پژوهشگاه هوافضا

3 دانشگاه اراک

چکیده

تمرکز این مقاله بر بهینه‌سازی گرین سوخت جامد بر مبنای کدهای سرعت بالا است. یکی از راهکارهای طراحی موتور سوخت جامد با عملکرد بالا، طراحی گرین بهینه برای آن است، به طوریکه از طرفی بیشترین سطح سوزش فراهم شده و از طرف دیگر سایر الزامات مانند استحکام مکانیکی و ساخت‌پذیری گرین نیز تامین گردد. یکی از متداول‌ترین انواع گرین، شکل ستاره‌ای است. برای بهینه‌سازی موتور سوخت جامد با گرین ستاره‌ای، یک مدل برای شبیه‌سازی گرین مورد نیاز است تا در هر لحظه، سطح سوزش سوخت را ارائه دهد. یکی از رو‌ش‌های شبیه‌سازی سطح سوزش سوخت، مدل‌سازی آن در نرم‌افزارهای CAD و استخراج سطح سوزش با استفاده از ابر نقاط است. این روش حجم محاسباتی بالایی داشته و بکارگیری آن در الگوریتم بهینه‌سازی که خود یک روش عددی تکراری است، عملاً زمانبراست. برای رفع این مشکل، در این مقاله از یک مدل پارامتریک هندسی برای محاسبه سطح سوزش و جریان داخلی صفر بعدی با در نظر گرفتن سوزش فرسایشی استفاده شده است. مشخصه بارز این مدل، سرعت بالای محاسبات آن است که در کوپل با الگوریتم‌های بهینه‌سازی کارآیی بالایی خواهد داشت. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که این مدل هندسی پارامتریک، با وجود حجم محاسباتی بسیار پایین‌تر نسبت به مدل ابر نقاط، از دقت بالایی نیز برخوردار است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Star grain optimization and simulation using genetic algorithm based on high speed codes

نویسندگان [English]

  • MOHAMMAD RAZMJOOEI 1
  • zoheir saboohi 2
  • mohammad shahbazi 3
1 , Aerospace Engineering Department
2 , Aerospace Engineering Department
3 arak univercity
چکیده [English]

In this article, the focus is on optimizing solid-fuel grain based on high-speed codes. One of the ways to design a high-performance solid fuel engine is to design the optimal grain for it, so that the highest burning area is provided, and on the other hand other requirements such as mechanical strength and build ability of the grain are provided. One of the most common types of grain is the star shape. To optimize a solid-fuel engine with a star grain, a model is needed to simulate the grain to provide the burning area at any given time. One of the methods of simulating the burning area is modeling it in CAD software and extracting the burning area using cloud points. This method has a high computational volume and its application in optimization algorithm, which is a recurring numerical method, is practically time consuming. To solve this problem, in this paper, a geometric parametric model has been used to calculate the burning area and the Zero-dimensional internal ballistic considering the erosive burning. The distinctive feature of this model is the high speed of its calculations, which is highly efficient in the coupling with optimization algorithms. The results show that this parametric geometric model, in addition to the much lower computational volume than the cloud point model, is also more accurate.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Engine optimization
  • solid fuel
  • star grain
  • parametric model