Структура оптимізації топології пілону двигуна на основі критеріїв продуктивності та напруги

Airbus, 31060 Тулуза, Франція

Університет Тулузи, 31400 Тулуза, Франція

Airbus, 31060 Тулуза, Франція

Університет Тулузи, 31400 Тулуза, Франція

Анотація

Зменшення споживання палива є головним фактором для проектування майбутніх літаків. Основна структура інтеграції двигуна відіграє значну роль у інтегрованому споживанні палива, специфічному для двигуна. Структура оптимізації топології була розроблена для проектування первинної конструкції, що інтегрує двигун до крила літака, враховуючи критерії маси, напруги та продуктивності двигуна. Запропонований підхід мав вирішити кілька проблем, пов'язаних із використанням неоднорідних сіток, інтеграцією моделі двигуна як супер-елемента та наявністю невідповідних інтерфейсів сітки. Також були отримані аналітичні суміжні оцінки всіх відповідей. Структура була протестована на спрощеній моделі двигуна, що забезпечує послідовне рішення.

Список літератури

[1] Lattime S. B. та Steinetz B. M., “Системи контролю зазору турбінного двигуна: поточна практика та подальші напрямки”, 38-а спільна рушійна конференція та виставка AIAA/ASME/SAE/ASEE, Папір AIAA 2002-3790, липень 2002. doi: https: //doi.org/10.2514/6.2002-3790 LinkGoogle Scholar

[2] Беніто Д., Діксон Дж. І Метерелл П., “Метод 3D-термомеханічного моделювання для прогнозування зазорів місцевого наконечника компресора”, Матеріали виставки ASME Turbo Expo, 2008, с. 1–10, http://proceedings.asmedigitalcollection.asme.org/proceeding.aspx?articleid=1624570. Google Scholar

[3] Bettebghor D., Blondeau C., Toal D. and Eres H., “Bi-Objective Optimization of Pylon-Engine-Nacelle Assembly: Weight vs. Структурна та мультидисциплінарна оптимізація, Вип. 48, No 3, 2013, с. 637–652. doi: https: //doi.org/10.1007/s00158-013-0908-7 CrossrefGoogle Scholar

[4] Бендсое М. П. та Кікучі Н., “Генерування оптимальних топологій у конструкції конструкцій за допомогою методу гомогенізації”, Комп’ютерні методи в прикладній механіці та техніці, Вип. 71, No 2, 1988, с. 197–224. doi: https: //doi.org/10.1016/0045-7825 (88) 90086-2 CrossrefGoogle Scholar

[5] Бендсьо М. П., “Оптимальний дизайн фігури як проблема розподілу матеріалу”, Структурна оптимізація, Вип. 1, No 4, 1989, с. 193–202. doi: https: //doi.org/10.1007/BF01650949 CrossrefGoogle Scholar

[6] Аллер Г., Жув Ф. та Тоадер А.-М., "Структурна оптимізація з використанням аналізу чутливості та методу встановлення рівня", Журнал обчислювальної фізики, Вип. 194, No 1, 2004, с. 363–393. doi: https: //doi.org/10.1016/j.jcp.2003.09.032 CrossrefGoogle Scholar

[7] Xie Y. M. та Steven G. P., “Проста еволюційна процедура для структурної оптимізації”, Комп’ютери та конструкції, Вип. 49, No 5, 1993, с. 885–896. doi: https: //doi.org/10.1016/0045-7949 (93) 90035-C CrossrefGoogle Scholar

[8] Чжу Дж.-Х., Чжан В.-Х. та Ся Л., "Оптимізація топології в проектуванні літальних апаратів та аерокосмічних конструкцій", Архіви обчислювальних методів в техніці, Вип. 23, No 4, 2016, с. 595–622. doi: https: //doi.org/10.1007/s11831-015-9151-2 CrossrefGoogle Scholar

[9] Ремушам А., Брюнель М., Флері С. та Григон С., “Застосування дворівневої схеми, що включає оптимізацію топології, до проектування пілота літака” Структурна та мультидисциплінарна оптимізація, Вип. 44, No 6, 2011, с. 739–750. doi: https: //doi.org/10.1007/s00158-011-0682-3 CrossrefGoogle Scholar

[10] Сюе К.-Дж., Сю Ф.-Ж., Сюй Ю. і Тан В., "Оптимізація структурної топології гори Пілона за допомогою алгоритмів колонії мурашок", Журнал літаків, Вип. 49, No 3, 2012, с. 724–734. doi: https: //doi.org/10.2514/1.C031612 LinkGoogle Scholar

[11] Депаріс С., Форті Д. та Квартероні А., "Розмірена локалізована променева функція базової функції на некартезіанських та невідповідних сітках" Журнал SIAM про наукові обчислення, Вип. 36, No 6, 2014, стор. A2745 – A2762. doi: https: //doi.org/10.1137/130947179 CrossrefGoogle Scholar

[12] Розвани Г., “Про обмеження, що залежать від проекту, та сингулярні топології”, Структурна та мультидисциплінарна оптимізація, Вип. 21, No 2, 2001, с. 164–172. doi: https: //doi.org/10.1007/s001580050181 CrossrefGoogle Scholar

[13] Чен Г. і Го X., "ϵ-розслаблений підхід в оптимізації структурної топології", Структурна оптимізація, Вип. 13, No 4, 1997, с. 258–266. doi: https: //doi.org/10.1007/BF01197454 CrossrefGoogle Scholar

[14] Бруджі М., “Про альтернативний підхід до релаксації обмежень напруги в оптимізації топології”, Структурна та мультидисциплінарна оптимізація, Вип. 36, No 2, 2008, с. 125–141. doi: https: //doi.org/10.1007/s00158-007-0203-6 CrossrefGoogle Scholar

[15] Kreisselmeier G. та Steinhauser R., “Систематичне управління управлінням шляхом оптимізації векторного індексу продуктивності”, Комп’ютерне проектування систем управління, Elsevier, 1980, с. 113–117. doi: https: //doi.org/10.1016/B978-0-08-024488-4.50022-X CrossrefGoogle Scholar

[16] Ян Р. і Чен К., “Оптимізація топології на основі напруги”, Структурна оптимізація, Вип. 12, No 2–3, 1996, с. 98–105. Google Scholar

[17] Дуйсінкс П. та Зігмунд О., “Нові досягнення в роботі з обмеженнями напруги в оптимальному розподілі матеріалів”, 7-й симпозіум AIAA/USAF/NASA/ISSMO з мультидисциплінарного аналізу та оптимізації, Папір AIAA 1998-4906, 1998. LinkGoogle Scholar

[18] Le C., Norato J., Bruns T., Ha C. and Tortorelli D., “Оптимізація топології на основі напруги для континуумів”, Структурна та мультидисциплінарна оптимізація, Вип. 41, No 4, 2010, с. 605–620. doi: https: //doi.org/10.1007/s00158-009-0440-y CrossrefGoogle Scholar

[19] Вербарт А., Лангелаар М. та Ван Келен Ф., "Уніфікований підхід агрегації та релаксації для оптимізації топології, обмеженої напругою", Структурна та мультидисциплінарна оптимізація, Вип. 55, No 2, 2017, с. 663–679. doi: https: //doi.org/10.1007/s00158-016-1524-0 CrossrefGoogle Scholar

[20] Андреассен Е., Клаузен А., Шевенель М., Лазаров Б. С. та Зігмунд О., “Ефективна оптимізація топології в MATLAB з використанням 88 рядків коду”, Структурна та мультидисциплінарна оптимізація, Вип. 43, No 1, 2011, с. 1–16. doi: https: //doi.org/10.1007/s00158-010-0594-7 CrossrefGoogle Scholar

[21] Таліскі К., Пауліно Г. Х., Перейра А. та Менезес І. Ф., “PolyTop: Впровадження Matlab загальної структури оптимізації топології з використанням неструктурованих полігональних сіток кінцевих елементів” Структурна та мультидисциплінарна оптимізація, Вип. 45, No 3, 2012, с. 329–357. doi: https: //doi.org/10.1007/s00158-011-0696-x CrossrefGoogle Scholar

[22] Лазаров Б. С. та Зігмунд О. "Фільтри в оптимізації топології на основі диференціальних рівнянь типу Гельмгольца" Міжнародний журнал з числових методів у техніці, Вип. 86, No 6, 2011, с. 765–781. doi: https: //doi.org/10.1002/nme.v86.6 CrossrefGoogle Scholar

[23] Конільо С., Гогу С. та Морліє Дж., „Підхід середньозваженої безперервності та корекція моменту: нові стратегії несуперечливої проекції сітки у структурній механіці”, Архіви обчислювальних методів в техніці, 2018, с. 1–29. doi: https: //doi.org/10.1007/s11831-018-9285-0 Google Scholar

[24] Бернарді К., Мадей Ю. та Патера А. Т., “Розкладання домену методом розчинних елементів”, Асимптотичні та чисельні методи для часткових диференціальних рівнянь з критичними параметрами, під редакцією Kaper H. G., Garbey M. and Pieper G. W., Vol. 384, Серія НАТО ASI (Серія C: Математичні та фізичні науки), Спрінгер, Дордрехт, Нідерланди, 1993, с. 269–286. doi: https: //doi.org/10.1007/978-94-011-1810-1 CrossrefGoogle Scholar

[25] Крог Л., Такер А., Кемп М. та Бойд Р., “Оптимізація топології ребер крила літака”, 10-а багатопрофільна конференція AIAA/ISSMO з мультидисциплінарного аналізу та оптимізації, Папір AIAA 2004-4481, 2004. LinkGoogle Scholar