An aerodynamic shape optimization procedure was performed on a low observable engineintake duct. The intake duct was fixed in its throat and aerodynamic interface plane (AIP)sections, while leaving up to 7 design parameters free to deformation in the centroid curveand mid section profile. The optimization setup consisted of an optimizer block implementedin MATLAB, where the NSGA-II optimization algorithm was implemented, and a simulationblock using computational fluid dynamics (CFD). The objective functions for the optimizationprocess were the pressure recovery and the DC60 distortion coefficient in the AIP section.In total, four optimizations with gradually increasing degrees of deformation were conducted.The first optimization process was a validation case, performed on a test duct design, whilethe remaining optimizations were performed using a duct designed by the Swedish DefenceResearch Agency (FOI) as a starting point, for cruise and take-off conditions. The connection of NSGA-II and the CFD setup proved useful, as the distortion was decreasedby up to 52.8% relative the original value while keeping the pressure recovery within 0.06% ofthe original duct. The algorithm was successful in finding an improvement for both consideredoperating conditions, with the largest improvement for the cruise case. In total 975 duct designswere evaluated in the four processes, using a uniform inflow boundary condition on a boundaryextruded one meter from the throat of the intake duct. The importance of the handling of non-converged solutions in the automated optimizationprocess was also pointed out, as an oscillating solution affected the third optimization, therebyrendering that solution useless. / En aerodynamisk formoptimering av en insynsskyddad luftintagskanal för en stridsdrönaregenomfördes genom att koppla den genetiska optimeringsalgoritmen NSGA-II samt CFD i enautomatiserad process. Optimeringens två målfunktioner var att maximera tryckåtervinstenoch minimera flödesdistorsionen på AIP-randen. Luftintagskanalen som användes som basför optimeringen var fixerad vid inlopps- samt AIP-profilerna, medan deformation tilläts imellanliggande delar, styrt av upp till 7 styrparametrar. Den kanal som användes som bas föroptimeringsprocessen togs fram av FOI, Totalförsvarets Forskningsinstitut, i samband med ettNATO-STO projekt för den obemannade stirdsdrönaren MULDICON. Totalt genomfördes fyra optimeringsprocesser, där 975 kanaler evaluerades, varav den förstaoptimeringen skedde på en något modifierad test-kanal som verifikationssteg, medan de senareoptimeringarna skedde på FOI-kanalen. Två optimeringar genomfördes på marschhöjdsförhållanden på 11km höjd, medan resterande optimeringar genomfördes för start-förhållandenpå standard havsnivå. Metoden gav goda resultat, med maximalt 52,8% relativ minskning av flödesdistorsionenmedan tryckåtervinsten bibehölls inom 0.06% av ursprungliga värdet. Det framgick att metodengav störst förbättring för fallet vid marschhöjd, jämfört med originalkanalen. Det påpekades också att den implementerade metoden har begränsningar och är känslig förkraftiga separationer och flödesinstabiliteter, vilket kan skapa oscillationer i lösaren och därmedge falska resultat. Det påverkade den tredje optimeringsprocessen där den optimala lösningenvar okonvergerad, och därmed inte gav verklig förbättring av kanalens prestanda
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-318896 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Vimlati, Laszlo |
| Publisher | KTH, Lättkonstruktioner, marina system, flyg- och rymdteknik, rörelsemekanik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2022:150 |
Page generated in 0.0018 seconds