Titreşimli genetik algoritma ile hızlandırılmış kanat profili optimizasyonu

Özet

Transonik kanat profili optimizasyonu, kanat profili üzerinde oluşan şok dalgası yok edilerek, sürüklemenin azaltılması amacıyla yapılır. Bu çalışmada, yeni bir genetik algoritma (GA) yaklaşımı olan Titreşimli Genetik Algoritma (TGA) yönteminin, transonik kanat profili optimizasyonuna uygulaması yapılmıştır. Reel kodlu genetik algoritmalar için önerilen titreşim kavramının arkasında yatan temel fikir, genetik algoritmanın arama/bulma etkinliğinin arttırılması için, popülasyonun periyodik olarak çözüm uzayına yayılmasıdır. Böylece GA 'nın daha az işlem yaparak hedefe ulaşması amaçlanmaktadır. Bu çalışmadaki TGA 'da, titreşim kavramının mutasyon işlemi için uygulanmasıyla elde edilen, Titreşimli Mutasyon tekniği kullanılmıştır. Yöntemin, vizkoz, transonik akış şartlarında kanat profili optimizasyonunda etkinliği ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği hesabı sayısını önemli ölçüde azalttığı gösterilmiştir.

Abstract

Transonic airfoil optimization is made for drag minimisation through shock wave reduction. In this study, a new approach to genetic algorithms, called Vibrational Genetic Algorithm (VGA), is used for transonic airfoil optimization. Vibration concept, proposed for real coded genetic algorithm, is based on the idea that the population is spread out over the design space periodically to make exploration/exploitation of the genetic algorithm more effective. Therefore, G A makes less function evaluation to get the target solution. Vibrational Mutation technique resulting from Vibration concept, and the method of Vibrational Genetic Algorithm, which uses this technique, are detailed. The method is shown to be effective in airfoil optimization for transonic viscous flow conditions and considerably decreased the CFD calculations.