OTIMIZAÇÃO MULTIOBJETIVO DE PERFIS AERODINÂMICOS UTILIZANDO ALGORITMO GENÉTICO
Algoritmo genético; perfis aerodinâmicos; Matlab®; XFoil.
Nas últimas décadas a busca por perfis aerodinâmicos ótimos têm
aumentado em face da crescente demanda por componentes aerodinâmicos de
alta performance. Esta busca tem ocorrido tanto na aviação, quanto em setores de
energia e automobilística. Porém, a otimização de perfis exige uma abordagem
multiobjetivo visto que não há uma única variável que otimize o perfil (em relação
aos seus coeficientes aerodinâmicos) sem prejudicar outras características
estruturais como a sua espessura ou curvatura (arqueamento). Para agilizar
otimizações, utilizam-se sistemas de inteligência artificais, dentre os quais
destacam-se os algoritmos genéticos, que imitam o mecanismo de seleção natural
na busca por um conjunto de variáveis que sirvam como solução do problema.
Para caracterizar um perfil, é necessário imprimir um escoamento ao seu redor e
obter as curvas de pressão para então obter os coeficientes desejados do perfil.
Um software que simula o escoamentono perfil é o XFOIL, este programa
virtualiza no perfil painés de distribuição de pressão para obter as curvas de
pressão e depois os coeficientes do perfil. No presente trabalho foi construído um
algoritmo em Matlab® que conseguisse acessar o XFOIL para caracterizar os
perfis iniciais, classificá-los quanto à aptidão para reproduzir outros perfis para as
próximas gerações do algoritmo genético e trabalhar sua geometria a fim de
otimizá-los em relação a multiobjetivos definidos pelo usuário. O algoritmo
conseguiu iniciar com uma população de 300 perfis conhecidos, evoluir e
encontrar um perfil ótimo em relação aos demais da população. O perfil
encontrado tem uma eficiência de 10% maior que os demais perfis. O algoritmo
mostrou-se melhor relativo ao tempo, onde conseguiu realizar a otimização com
18 horas, quanto os demais trabalhos de otimização em algoritmo genético
apresentam cerca de 300 horas com capacidade computacional bastante similar.
Sugere-se no futuro verificar o perfil ótimo do trabalho em CFD.