بهینه‌سازی هندسی دامن انعطاف پذیر هواناو با استفاده از الگوریتم PSO

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی شریف

2 دانشگاه صنعتی مالک اشتر- مجتمع هوادریا

3 عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی مالک اشتر دانشکده شاهین شهر مجتمع زیر دریا

چکیده

این تحقیق به ارائه بهینه سازی پارامترهای هندسی دامن هواناو با استفاده از الگوریتم PSO به جهت کاهش دامنه ارتعاشات وارده بر سازه و افزایش کیفیت سواری با شناور می‌پردازد. در ابتدا معادلات دینامیک حاکم بر شناور در دو حالت تماس با سطح زمین و عدم تماس به صورت خلاصه ارائه می‌گردد. براساس معادلات دینامیک غیرخطی ارائه شده، نقطه تعادل شناور بدست آورده می‌شود و خطی‌سازی معادلات دینامیک غیرخطی حاکم بر حرکت عمودی شناور حول نقطه تعادل، فرم خطی شده معادلات دینامیک حاکم استخراج می‌گردد. به جهت کاهش ارتعاشات وارده و افزایش کیفیت سواری با شناور یک تابع هدف ارائه می‌گردد و برمبنای این تابع هدف و با استفاده از هر دو فرم معادلات دینامیک خطی و غیرخطی، پارامترهای هندسی دامن براساس الگوریتم هوشمند PSO بدست می‌آید. در نهایت نشان داده می‌شود، که در مقایسه رفتار فرکانسی و زمانی شناور بهینه شده با شناور اصلی، دامنه ارتعاشات کاهش و کیفیت سواری با شناور بهینه شده به شدت بهبود یافته است

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Geometric optimization of the flexible skirt of the aircraft using PSO algorithm

نویسندگان [English]

  • rahim miraki baseri 1
  • iraj rajabi 2
  • mohammad hosein karimi 3
1 Sharif university of technology
2 Malek _ashtar University,, hava_darya institute
3 malek ashtar university of technology
چکیده [English]

In this research, the optimization of the geometric parameters of the hovercraft skirt is investigated using the PSO algorithm in order to reduce the range of vibrations on the structure and increase the ride quality. At first, the dynamic equations governing the hovercraft in two states of contact with the ground surface and non-contact are presented. Based on the presented nonlinear dynamic equations, the equilibrium point of the hovercraft was extracted and by linearizing the nonlinear dynamic equations governing the heave motion of the vessel around the equilibrium point, the linear form of the governing dynamic equations was extracted. In order to reduce the vibrations and increase the ride quality with the vessel, an objective function is presented, and based on this objective function and using both forms of linear and non-linear dynamic equations, the geometric parameters of the skirt are obtained based on the intelligent PSO algorithm. Finally, it is shown that comparing the frequency and time behavior of the optimized hovercraft with the original hovercraft, the range of vibrations is reduced and the ride quality with the optimized hovercraft is greatly improved.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hover craft
  • flexible skirt
  • optimization
  • PSO algorithm

مراجع

[1]Hinchey MJ, Sullivan PA. On hovercraft overwater heave stability. Journal of sound and vibration. 1993;163(2):261-73.
[2]Chung J. Theoretical investigation of heave dynamics of an air cushion vehicle bag and finger skirt Doctoral dissertation, National Library of Canada= Bibliothèque nationale du Canada. 1998.
[3]Sanders RMW. Control of a model sized hovercraft. The University of New South Wales Australia. 2003.
[4]Lu J, Huang GL, Li SZ. A study of maneuvering control for an air cushion vehicle based on back propagation neural network. Journal of Shanghai Jiaotong University. 2009;14(4):482-5.
[5]Fu TK, Faller WE, Hess DE. Using Soft Computing Technologies for the Simulation of LCAC Dynamics. NAVAL SURFACE WARFARE CENTER CARDEROCK DIV BETHESDA MD. 2011.
[6]Ji N. Motion simulation of air cushion vehicle in beach-landing. In Fourth International Conference on Digital Image Processing International Society for Optics and Photonics. 2012;Vol. 8334, p. 83343J.
[7]Sowayan AS, AlSaif KA. Investigation of the heave dynamics of Air Cushion Vehicles (ACV): parametric and chaotic studies. Latin American Journal of Solids and Structures. 2013;10(4):725-45.
[8]Siddaramappa A. Rigid Formation Control using Hovercrafts. A Spatial Model Predictive Control Approach. 2015.
[9]Cabecinhas D, Batista P, Oliveira P, Silvestre C. Hovercraft Control With Dynamic Parameters Identification. IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2018;26(3):785-96.
[10]de Suza DP, Chapoutot A. Appropriate Design Guided by Simulation: An Hovercraft Application. In Proceedings of the 3rd Workshop on Model-Driven Robot Software Engineering 2016;pp. 1-8.
[11]Ab Rashid MZ, Shah HNM, Aras MSM, Sulaiman M, Latif MFA. Parameter Estimation and Verification of Unmanned Air Cushion Vehicle (UACV) System. In MATEC Web of Conferences 2017;97:01069.
[12]Mantle PJ. Maximum lift-drag ratio of air cushion craft. The Aeronautical Journal. 2017;121(1239):693-709.
[13]Reynolds A. A nonlinear theory for a hovercraft moving over regular waves. Journal of Mechanical Engineering Science. 1974;16(5):310-6.
[14]Chung J, Sullivan P, Ma T, editors. Nonlinear heave dynamics of an air cushion vehicle bag and finger skirt. Flight Simulation Technologies Conference; 1999.
[15]Crago W. Problems associated with the use of skirts on hovercraft. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers: Automobile Division. 1967;182(1):201-18.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار