Προγραμματισμός Λογισμικού Παραμετροποίησης Μορφής και Δομής Πτερύγων και Διεπιφάνειας με Κώδικες Αερο-δομικής Ανάλυσης

Παπακωνσταντίνου, Δημήτρης; Papakonstantinou, Dimitris

dc.contributor.author	Παπακωνσταντίνου, Δημήτρης	el
dc.contributor.author	Papakonstantinou, Dimitris	en
dc.date.accessioned	2023-01-25T12:22:01Z
dc.date.available	2023-01-25T12:22:01Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56915
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24613
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Αυτοματοποίηση	el
dc.subject	Σχεδίαση Πτερύγων	el
dc.subject	Αερο-δομική Ανάλυση	el
dc.subject	Παραμετροποίηση	el
dc.subject	Parameterization	en
dc.subject	Aero-structural Analysis	en
dc.subject	Wing Design	en
dc.subject	Programming	en
dc.subject	Προγραμματισμός	el
dc.subject	Fluid-Structure Interaction	en
dc.subject	Αλληλεπίδραση Ροής-Κατασκευής	el
dc.title	Προγραμματισμός Λογισμικού Παραμετροποίησης Μορφής και Δομής Πτερύγων και Διεπιφάνειας με Κώδικες Αερο-δομικής Ανάλυσης	el
dc.title	Programming of a Software for the Shape/Structure Parameterization of Wings and an Interface with Aero-structural Analysis Tools	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Structural Engineering	en
heal.classification	Aeronautical Engineering	en
heal.classification	Ρευστοδυναμική	el
heal.classification	Fluid Dynamics	en
heal.classification	Δομική Μηχανική	el
heal.classification	Αεροναυπηγική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-07-21
heal.abstract	Βασική προαπαίτηση για την πολυ-τομεακή βελτιστοποίηση (Multi-Disciplinary Optimization, MDO) της μορφής μιας πτέρυγας αεροσκάφους αποτελεί η παραμετροποίηση του σχήματος της, διαδικασία που θα αναδείξει τις ελεύθερες μεταβλητές ή μεταβλητές σχεδιασμού/βελτιστοποίησης που η βελτιστοποίηση πρόκειται να χειριστεί. Σε αυτήν την κατεύθυνση κινείται η διπλωματική αυτή εργασία, δημιουργώντας εκ του μηδενός ένα λογισμικό φιλικό προς τον χρήστη, που πραγματοποιεί αρχικά τη σχεδίαση μιας πτέρυγας, τη γένεση υπολογιστικών πλεγμάτων και, στο τέλος, την αερο-δομική ανάλυσή της. Στην τρέχουσα μορφή του, το λογισμικό αυτό είναι έτοιμο να ενταχθεί σε διαδικασία αερο-δομικής βελτιστοποίησης μιας πτέρυγας, με μεθόδους που χρησιμοποιούν κλειστό λογισμικό αξιολόγησης, όπως λ.χ. με χρήση εξελικτικών αλγόριθμων. Ο καθορισμός των παραμέτρων και των σχεδιαστικών βαθμών ελευθερίας γίνεται με την απλή συμπλήρωση πεδίων σε φύλλο Excel, σύμφωνα με τα οποία διαμορφώνεται η πτέρυγα και το εσωτερικό της μέσω του εμπορικού πακέτου (SolidWorks). Στη συνέχεια, γίνεται γένεση του CFD πλέγματος γύρω από το δημιουργημένο μοντέλο, με τη χρήση κατάλληλου λογισμικού (PointWise) και πραγματοποιείται αεροδυναμική ανάλυση με τον επιλύτη ροής PUMA της ΜΠΥΡΒ/ΕΜΠ, ο οποίος μάλιστα τρέχει σε επεξεργαστές καρτών γραφικών. Ταυτόχρονα με την αεροδυναμική ανάλυση, γίνεται και η δομική ανάλυση της πτέρυγας με τη χρήση του SolidWorks με μέθοδο πεπερασμένων στοιχείων. Αναπόσπαστο τμήμα της διαδικασίας είναι η επαναληπτική, μέχρι σύγκλισης, αλληλεπίδραση ροής και κατασκευής (Fluid-Structure Interaction, FSI). Κατά τη περιγραφή του λογισμικού, η διπλωματική εργασία παρουσιάζει ενδεικτικές εκτελέσεις του μαζί με τα προκύψαντα αποτελέσματα, τα οποία πρέπει να θεωρηθούν ως μια δοκιμή παραμετροποίησης και αερο-δομικής ανάλυσης πτέρυγας αεροσκάφους ενόψει μελλοντικής αερο-δομικής βελτιστοποίησης, με λογισμικό εξελικτικών αλγορίθμων.	el
heal.abstract	Creating a wing’s geometry in parametric form is a prerequisite regarding its Multi-Disciplinary Optimization, since this defines all the design/optimization variables to by handled by an optimization process. This diploma thesis contributes in the aforementioned field by developing a new user-friendly software which designs wings with desired characteristics, generates computational grids inside and around the wing and performs their aerostructural analysis. In its current state, the developed software is ready to support an aerostructural optimization process, such as evolutionary algorithms. Parameters, including all design variables, take on their initial values using an Excel worksheet, and these are then being used to create the models of the wing and its components (spars, ribs) through the use of third-party commercial software (SolidWorks). Then, the CFD grid is being generated around the wing model by using PointWise, and then the CFD grid is used to successfully run the CFD analysis which is performed on Graphics Processing Units (GPUs) using the PUMA solver, developed by the PCOpt/NTUA Unit. In addition to the aerodynamic analysis, the program simultaneously performs the wing’s structural analysis with the aid of SolidWorks and the finite element method. The process involves a closed loop of fluid – structure interaction (FSI) which ends upon convergence or wing failure. During the presentation of the software, the modelling and aerostructural analysis of a wing will be presented, in view of a future optimization based on evolutionary algorithms, such as the software EASY developed by the PCOpt/NTUA Unit.	en
heal.advisorName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος	el
heal.committeeMemberName	Μαθιουδάκης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Αρετάκης, Νικόλαος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	84 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false