Original title: Optimalizace aerodynamických vlastností profilu
Translated title: Aerofoil Aerodynamic Features Optimization
Authors: Müller, Jan ; Popela, Robert (referee) ; Zelinka, Ivan (referee) ; Rozehnal,, Dalibor (referee) ; Ošmera, Pavel (advisor)
Document type: Doctoral theses
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Obsahem předložené disertační práce je pokročilá optimalizace profilu nosné plochy obecného letounu. Pro optimalizaci je využito pokročilých metaheuristických optimalizačních technik, založených na evolučních výpočtech a rojových algoritmech. Pro tyto algoritmy je typická robustnost optimalizace a inženýrsky přijatelná míra konvergence a optimality řešení. V rámci řešení byly navrženy a implementovány podstatné modifikace původních optimalizací orientované na profil. Z původního evolučního algoritmu (EA) byla vytvořena nová varianta optimalizace profilu evolučními algoritmy (aEA), následně pak byla z původní optimalizace hejnem částic (PSO) vyvinuta nová varianta optimalizace profilu hejnem částic (aPSO). Dále pak byla vytvořena vlastní hybridizace uvedených metod v paralelní variantě. Pro proces optimalizace bylo využito modelu parametrizace Bezier-PARSEC 3434, generujícího tvar profilu. Pro optimalizace výchozího profilu byl použit parametrický model založeným na B-Spline. Simulace fluidní dynamiky pro výpočet základních aerodynamických vlastností (vztlak, odpor, moment), byl realizován programovým vybavením Xfoil. Výsledky byly následně verifikovány pomocí simulace dynamiky tekutin (CFD ANSYS Fluent). Z pohledu optimalizačních úloh, navržených optimalizací a implementací je zřejmé, že jde o komplexní mezioborovou úlohu, jejíž výsledky jsou prezentovány v této práci. The content of the presented thesis is advanced optimization of the aerofoil wing of a general aircraft. Advanced metaheuristic optimization techniques based on evolutionary calculations and swarm algorithms are used for optimization. These algorithms are characterized by robustness of optimization and engineered degree of convergence and optimality of the solution. Within the solution, fundamental modifications of the original aerofoil optimizations were designed and implemented. A new variant of aerofoil evolutionary algorithms (aEA) was created from the original evolutionary algorithm (EA), followed by a new variant of aerofoil particle swarm optimization (aPSO) developed from the original particle swarm optimization (PSO). Then the hybridization of the mentioned methods was created in a parallel variant. The Bezier-PARSEC 3434 parameterization model that generates the aerofoil shape was used for the optimization process. A parametric model based on B-Spline was used to optimize the original aerofoil. Fluid dynamics simulation for the calculation of basic aerodynamic features (lift, drag, moment) was realized by Xfoil software. The results are then verified using fluid dynamics simulation (CFD ANSYS Fluent). From the point of view of optimization tasks developed by optimization and implementation, it is clear that this is a complex interdisciplinary task, the results of which are presented in this thesis.
Keywords: aerofoil; aerofoil wing; Bezier-PARSEC model; Evolutionary algorithms; metaheuristics; optimization; parallel hybrid algorithms; swarm algorithms; wing; Xfoil.; Bezier-PARSEC model; Evoluční algoritmy; hejnové algoritmy; křídlo; metaheuristika; nosná plocha; optimalizace; paralelní hybridní algoritmy; profil; Xfoil.

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/209793

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-525801


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses