Aerodynamic shape optimization of a wing using 3D flow solutions with SU2 and response surface methodology

Bu çalışmada, 3 boyutlu akış çözümleri ve cevap yüzey yöntemi kullanılarak bir kanadın aerodinamik şeklinin eniyilemesi gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmanın amacı, bir kanadın aerodinamik şeklini, elde edilebilecek en düşük sürükleme katsayına, aynı zamanda istenilen manevra kabiliyeti ve yanal kararlılığa sahip olacak şekilde eniyilemektir. Kanat aerodinamik şekil eniyilemesi bir turboprop eğitim uçağı için gerçekleştirilmiş, amaç fonksiyonu ve kısıtlar kullanımda olan turboprop eğitim uçaklarının görev gereklilileri ve boyutları göz önüne alınarak kararlaştırılmıştır. Amaç fonksiyonu aerodinamik katsayılara bağlı olduğu için 3 boyutlu akış çözümleri, açık kaynaklı Reynolds ortalamalı Navier-Stokes denklemleri çözücüsü olan SU2 ile elde edilmiştir. Eniyilenecek tasarım parametrelerini amaç fonksiyonu ve kısıtlarla ilişkilendiren vekil modeller cevap yüzey yöntemi ve deney tasarımı teknikleri kullanılarak, yüksek dereceli lineer olmayan analitik fonksiyon formunda oluşturulmuştur. Deney tasarımı sürecinde, sıralı deney tasarımı yöntemi kullanılmıştır. Oluşturulan vekil modellerin hassasiyeti vekil modelleri doğrulamak için incelenmiştir. Eniyleme, doğrulanan vekil model kullanılarak gerçekleştirilmiş olup farklı çözüm algoritmaları (sıralı quadratik programlama ve iç nokta) ve başlagıç koşullarının eniyilenen geometriye olan etkileri incelenmiştir. Eniyilenmiş kanat şekli ve başlangıç kanat şeklinin amaç fonksiyonu değerleri karşılaştırılaştırılıp kısıtlara uygunluğu değerlendirilmiştir.