Desenvolvimento de uma ferramenta de otimização aerodinâmica de uma asa utilizando algoritmos genéticos

Abstract

O projeto de uma aeronave é um processo multidisciplinar, extremamente complexo que busca encontrar a solução ótima para um conjunto de variáveis que atendam aos requisitos de projeto. O desenvolvimento de um projeto demanda um processo de coordenação entre síntese, análise e avaliação, pilares que compõem qualquer projeto de design. Essas três operações devem ser integradas e aplicadas interativamente e continuamente ao longo do ciclo de vida do projeto. Nesse contexto são inseridos os métodos de otimização que buscam encontrar a solução ótima ou quase-ótima para o problema de maneira mais eficiente possível. O presente trabalho descreve a implementar uma ferramenta de otimização baseada em algoritmos genéticos de propósito geral, para otimização aerodinâmica da geometria de asas, utilizando parâmetros de perfil aerodinâmico e da geometria da asa, buscando a geometria ideal em um espaço de busca definido, a fim de otimizar a relação de sustentação por arrasto para uma condição de voo pré-definida.

The design of an aircraft is an extremely complex multidisciplinary process that seeks to find the optimal solution for a set of variables that meet the design requirements. The development of a project demands a process of coordination between synthesis, analysis and evaluation, pillars that make up any design project. These three operations must be integrated and applied interactively and continuously throughout the project lifecycle. In this context, optimization methods are inserted that seek to find the optimal or quasi-optimal solution to the problem in the most efficient way possible. The present work describes how to implement an optimization tool based on general purpose genetic algorithms, for aerodynamic optimization of wing geometry, using parameters of airfoil and wing geometry, seeking the ideal geometry in a defined search space, in order to to optimize the drag lift ratio for a pre-defined flight condition.