• شماره ركورد
    31664
  • پديد آورنده

    مسعود زارع زاده

  • عنوان
    بهينه سازي مقطع پروانه نيمه مغروق به منظور دستيابي به عمكرد مطلوب
  • مقطع تحصيلي
    دكتري
  • رشته تحصيلي
    مهندسي مكانيك
  • سال تحصيل
    1395
  • تاريخ دفاع
    1403/07/14
  • استاد راهنما
    دكتر رضا معدوليت
  • استاد مشاور
    دكتر محمد نوري
  • دانشكده
    مكانيك
  • چكيده
    در تحقيق حاضر، بهينه‌سازي پروانه نيمه مغروق با استفاده از الگوريتم ژنتيك چندهدفه و روش‌هاي درون‌يابي بي اسپيلاين و كريجينگ موردبررسي قرارگرفته است. با توجه به سوابق شبيه‌سازي‌هاي انجام‌شده و نيز تست‌هاي تجربي انجام‌گرفته، مجموعه داده‌هاي مناسبي از عملكرد پروانه با هندسه‌هاي مختلف فراهم‌شده، ابتدا سعي گرديد روشي مناسب جهت برآورد عملكرد پروانه برحسب پارامترهاي هندسي آن استخراج گردد. ازآنجاكه هدف بهسازي مقطع پروانه هست و با توجه به منابع مختلف و نيز قابليت الگوريتم كريجينگ در ارائه برآوردي مناسب در نقاط ناشناخته، از ا ين روش استفاده گرديد. الگوريتم كريجينگ درنهايت با روش بهينه‌سازي ژنتيك چندهدفه ادغام خواهد شد تا جهت بهينه‌سازي مورداستفاده قرار گيرد. در اين رساله روش بهينه‌سازي به‌نوبه خود روشي ابداعي و جديد است. درواقع پس از هر بهينه‌سازي، نتيجه با داده حاصل از شبيه سازي عددي مقايسه شده و در صورت عدم انطباق لازم به ميدان داده اوليه اضافه مي‌شود. درنتيجه به‌نوعي افزودن داده‌ها به‌صورت هوشمندانه انجام مي‌گيرد تا تعداد شبيه‌سازي‌ها بهينه بوده و از شبيه‌سازي‌هاي زياد و نيز تست‌هاي تجربي اجتناب گردد. الگوريتم و مدل برازش )كريجينگ) در اين مدل هم‌زمان به مقدار بهينه همگرا مي‌شوند. جهت اطمينان از كارايي الگوريتم فوق ابتدا بهينه‌سازي‌ تك هدفه انجام گرديده و سپس مسئله اصلي بهينه‌شده و نتايج آن ارائه و مورد ارزيابي قرارگرفته است. در صورت انطباق لازم خروجي الگوريتم بهينه سازي با حل عددي همگرايي حاصل و در غير اينصورت تارسيدن به همگرايي ادامه مي يابد. پروانه بهينه شده توسط CNC پنج محوره ساخته شده و در تونل آب مركز هيدروتك مورد تست تجربي قرارگرفت. مقايسه نتايج تجربي پروانه پايه و پروانه بهينه بهبود 20 درصدي ضريب تراست و 10.5 درصدي ضريب گشتاور را نشان مي دهد. نتايج نشان مي‌دهد الگوريتم بهينه سازي كارايي مناسبي داشته و مي‌تواند در مسائل مشابه مورداستفاده قرار گيرد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/09/10
  • عنوان به انگليسي
    section optimization of surface piercing propeller to achieve optimal performance
  • تاريخ بهره برداري
    10/5/2025 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    مسعود زارع زاده بغدادآباد

  • چكيده به لاتين
    In the present work, the optimization of a surface piercing propeller was investigated using a multi-objective genetic algorithm and kriging interpolation methods as a meta-model. Based on previous simulation studies and experimental tests performed, suitable propeller performance data sets with different geometries were provided. First, a suitable method was sought to estimate the performance of the propeller based on its geometrical parameters. Since the goal is to optimize the propeller section and considering various resources as well as the ability of the kriging algorithm to provide suitable estimates at unknown points, this method was used. Finally, the kriging algorithm is integrated with the multi-objective genetic optimization method for optimization purposes. In this work, the optimization method itself is innovative and new. After each optimization, the result is compared with data obtained from numerical simulations, and if there is a missing match, it is added to the original data field. The addition of data is thus done intelligently to ensure that the number of simulations is optimized, and excessive simulations and experimental tests are avoided. The algorithm and the fitting model (kriging) converge to the optimal value simultaneously. To ensure the effectiveness of the above algorithm, a single-objective optimization was performed first. Then the main optimization problem was performed, and the results were presented and eva‎luated. If the necessary match is achieved, the output of the optimization algorithm converges to the numerical solution; otherwise, convergence continues until it is achieved. The optimized propeller was manufactured using a five-axis CNC machine and experimentally tested in the Hydrotech Center's water tunnel. A comparison of the experimental results of the basic propeller and the optimized propeller shows a 20% improvement in the thrust coefficient and a 10.5% improvement in the torque coefficient. The results show that the optimization algorithm has reasonable performance and can be applied to similar problems.
  • كليدواژه هاي فارسي
    پروانه نيمه مغروق , كريجينگ , الگوريتم ژنتيك چندهدفه , بهينه سازي
  • كليدواژه هاي لاتين
    surface piercing propeller , kriging , NSGA-II , optimization
  • Author
    masoud zarezadeh
  • SuperVisor
    Dr. reza madoliat