نام پژوهشگر: امیرحسین زرعی جورشری

تخمین نیروهای تولیدی در حرکت یک بالزن توسط تئوری المان تیغه و بهینه سازی توسط الگوریتم ژنتیک
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1393
  امیرحسین زرعی جورشری   محمد حسن جوارشکیان

در سال های اخیر پژوهش های بسیاری در مورد پرواز پرندگان و حشرات برای ساخت ریزپرنده های بالزن صورت گرفته است. یکی از فرآیند های طراحی یک ریزپرنده¬ی بالزن شناخت آیرودینامیکی و به تبع آن درک پارامتر های تاثیر گذار بر نیروهای تولیدی ریزپرنده می باشد. در این پژوهش یک روند شبیه سازی کارآمد و سریع با استفاده از تئوری المان تیغه¬ی بهبود یافته بر مبنای یک کد فرترن برای شبیه سازی آیرودینامیکی در یک بالزن با ترکیب حرکت بالزدن و حرکت پیچش بال معرفی می¬گردد. در این تئوری با اضافه نمودن اثرات ناپایایی حوزه¬ی حل، از جمله نیروی جرم اضافه شده و نیروی چرخشی ناشی از گردابه های تولیدی بال به نیروهای شبه پایا، نیروی کلی محاسبه می شود. بررسی آیرودینامیکی بر اساس تئوری المان تیغه در کار های گذشته طبق روش های مدل سازی مختلفی از جمله وارد کردن مستقیم یا غیر مستقیم اثر سرعت القایی در روند شبیه سازی بوده که ترکیبی از این روش ها در کار جاری ارائه و مقایسه شده است. نتیجه ی یکی از روش¬های مقایسه شده در تحقیق جاری تطبیق خوبی با کار تجربی دارد و نیروی متوسط در یک سیکل بالزدن اختلاف نزدیکی با کار تجربی را نشان می¬دهد. در این شبیه سازی به ازای زوایای ترکیبی بالزدن و پیچش متغیر در طول سیکل بالزدن ، شش پارامتر¬حرکتی مربوط به بالزن فرکانس، تاخیر فاز بین زاویه¬ی بالزدن و پیچش بال، روند تغییرات زوایای بالزدن و پیچش بال با زمان، حداکثر زاویه ی بالزدن و حداکثر دامنه ی تغییرات زاویه¬ی پیچش بال مورد بررسی قرار گرفته است و اثر یکایک این پارامتر ها بر نیروهای لحظه ای و متوسط در طول سیکل بالزدن ارائه شده است. به عنوان نمونه نتایج نشان می دهند که با افزایش فرکانس و دامنه ی زاویه ی بالزدن نیروهای لحظه ای و متوسط افزایش می یابند. در ادامه تعدادی محدود از نتایج نرم افزار با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی مدل شده و با وارد کردن شبکه¬ی عصبی به درون الگوریتم ژنتیک بهینه سازی بر اساس فرکانس مطلوب و برآی مورد نظر برای پارامتر های ورودی انجام می¬پذیرد.