RO127694A2 - Tehnologia de optimizare a profilurilor aerodinamice ecologice - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o tehnologie de optimizare a profilurilor aerodinamice ecologice pentru creşterea portantei şi reducerea zgomotului în funcţionare, cu aplicare în domeniul aviaţiei şi cel al turbinelor eoliene. Tehnologia conform invenţiei cuprinde mai multe etape de realizare: în prima etapă se stabilesc parametrii aerodinamici şi aeroacustici care se impun în funcţionare; în a doua etapă, pe baza acestor date, se proiectează un model al profilului aerodinamic cu ajutorul unui program software cunoscut; în a treia etapă, geometria rezultată este folosită ca date de intrare într-un alt software cunoscut, folosit pentru simulări numerice care analizează caracteristicile aerodinamice şi aeroacustice ale profilului optimizat; în a patra etapă, datele de ieşire sunt comparate cu cele deintrare, adică cele stabilite ca parametrii iniţiali, dacă parametrii nu corespund, se revine la etapa a doua, unde se fac modificări ale geometriei profilului, iar dacă parametrii corespund, datele se arhivează şi se folosesc ca date de intrare în etapa următoare; în etapa a cincea, se fabrică modelul experimental al profilului aerodinamic optimizat parţial, şi se elaborează programul experimental ce constă în stabilirea condiţiilor de testare în laborator; în etapa a şasea, pe baza programului experimental stabilit anterior, modelul experimental este testat în tunelul aerodinamic, iar toate datele sunt stocate în format digital; în etapa a şaptea, datele de ieşire din etapa a şasea sunt comparate cu datele de ieşire ale simulărilor numerice pentru dinamica gazelor computaţionale şi aeroacustice, dacă nu corespund ca valori propuse iniţial

Description

Invenția se referă la o tehnologie de optimizare a profilurilor aerodinamice ecologice pentru creșterea portantei și reducerea zgomotului în funcționare, cu aplicare în domeniul aviației și cel al turbinelor eoliene. Tehnologia conform invenției cuprinde mai multe etape de realizare: în prima etapă se stabilesc parametrii aerodinamici și aeroacustici care se impun în funcționare; în a doua etapă, pe baza acestor date:, se proiectează un model al profilului aerodinamic cu ajutorul unui program software cunoscut; în a treia etapă, geometria rezultată este folosită ca: date de intrare într-un alt software cunoscut, folosit pentru simulări numerice care analizează caracteristicile aerodinamice și aeroacustice ale profilului optimizat;în a patra etapă, datele de ieșire sunt comparate cu cele deiritrare, adică cele stabilite ca parametrii inițiali, dacă parametrii nu corespund, se revine la etapa a doua, unde se fac modificări ale geometriei profilului, iar dacă parametrii corespund, datele se arhivează și se folosesc ca date de intrare în etapa următoare;. în etapa a cincea, se fabrică modelul experimental al profilului aerodinamic optimizat parțial, și se elaborează programul experimental ce constă în stabilirea condițiilor de testare în laborator; în etapa a .șasea, pe baza programului experimental stabilit anterior, modeluiexperimental este testat în tunelul aerodinamic, iartpate datele sunt stocate în format digital; în etapa a șaptea, datele de ieșire din etapa a șasea sunt comparate cu datele de ieșire ale simulărilor numerice pentru dinamica gazelor computaționale și aeroacustice, dacă nu corespund ca valori propuse inițial, se revine la a treia etapă, unde se fac modificări necesare, iar în caz pozitiv, datele se folosesc ca date de intrare în etapa următoare; iar în ultima etapă, pe baza acestor date Se execută modelul optimizat final din punct de vedere: aeroacustic și aerodinamic.

Revendicări: 11

Figuri: 1

Cu începere de iă dată publicăriicererii de brevet, cererea asigură, îri mod provizoriu, Solicitantului, protecția conferită potrivit dispozițiilor art.32 din Legea nr,64/1991, cu excepția cazurilor în care cererea de brevet de invenție a fost respinsă, retrasă saUconsideratăca fiind retrasă, întinderea protecției conferite de cererea de brevet de inven țieeste determinată de revendicările conținute în cererea publicată în conformitate cu art.23 aiin.(i) - (3).

OFICIUL. DE STAT PENTRU INVENȚII Șl MĂRCI Cerere de brevet de invenție

Nr.

Data depozit Α·.·Φ^·ί

Tehnologie de optimizare a profilelor aerodinamice ecologice

Invenția se refera la o tehnologie de optimizare a profilelor aerodinamice pentru creșterea portantei si reducerea zgomotului in funcționare. Aceasta tehnologie se poate aplica in domeniul aviației si cel al turbinelor eoliene.

Se cunosc tehnologii de măsurare si optimizare a profilelor aerodinamice, care constau in optimizarea din punctul de vedere al creșterii portantei si minimizarea forței la înaintare, zgomotul asociat profilelor fiind tratat separat. Dezavantajul principal al acestor tehnologii il reprezintă faptul ca ele nu reprezintă un sistem integrat care sa optimizeze parametrii aerodinamici si cei aero-acustici simultan.

Problema tehnica pe care o rezolva invenția consta in realizarea unei tehnologii eficiente de măsură si control a profilelor aerodinamice, care folosește înregistrarea si prelucrarea datelor in timp real. Pe baza acestor date se poate face o optimizare integrata a parametrilor aerodinamici si aero-acustici corespunzători.

Tehnologia de optimizare a profilelor aerodinamice ecologice conform invenției înlătură dezavantajele menționate mai sus prin aceea ca aceasta tehnologie înglobează optimizarea parametrilor aerodinamici si aero-acustici intr-un singur sistem conform figurii 1; pe langa optimizarea profilelor rezulta indirect imbunatatirea modelelor matematice folosite la simulările numerice pentru dinamica gazelor computaționala si aero-acustice cunoscute.

Invenția prezintă următoarele avantaje:

- minimizarea timpului de proiectare a unor profile aerodinamice optimizate

- minimizarea costurilor de proiectare aferente

- in urma acestui proces tehnologic rezulta profile aerodinamice cu foarte bune cracteristici aerodinamice cat si aero-acustice (ecologice)

- imbunatatirea modelelor folosite la simulările numerice pentru dinamica gazelor computaționala si aero-acustice cunoscute

Se da in continuare un exemplu de realizare al invenției in legătură figura 1 care reprezintă:

- figura 1 Schema tehnologiei de optimizare a profilelor aerodinamice ecologice, conform invenției

Tehnologia de optimizare a profilelor aerodinamice ecologice se realizează conform următoarelor etape:

Etapa 1. Se stabilesc parametrii aerodinamici si aeroacustici care se impun in funcționare. Acestea constau in stabilirea geometriei, torsorului parametrilor aerodinamici, in special al componentelor rezistentei la înaintare si al portantei, si al nivelului de zgomot asociat profilului ce urmeaza a fi optimizat.

Etapa 2. Pe baza acestor date se proiectează un model al profilului aerodinamic cu ajutorul unui program software cunoscut.

Etapa 3. Geometria rezultata este folosita ca date de intrare intr-un alt software cunoscut folosit pentru simulări numerice care analizeaza caracteristicile aerodinamice si aeroacustice ale profilului optimizat.

Etapa 4. Datele de ieșire sunt comparate cu cele de intrare, adica cele stabilite ca parametrii inițiali. Daca parametrii nu corespund se revine la etapa 2 unde se fac modificările necesare ale geometriei profilului. Daca parametrii corespund, datele se arhiveaza si se folosesc ca date de intrare in etapa următoare.

CV- 2 D 1 Ο - Ο 1 1 6 8 - 2 4 -01- 2011

Etapa 5. Se fabrica modelul experimental al profilului aerodinamic optimizat parțial si se elaborează programul experimental care consta in stabilirea condițiilor de testare din laborator.

Etapa 6. Pe baza programului experimental stabilit la etapa 5 modelul experimental al profilului aerodinamic optimizat parțial este testat in tunelul aerodinamic. Se masoara componentele forțelor si momentelor, presiunile si zgomotul specific pe profilul aerodinamic optimizat parțial. Folosind procedeul de beamforming cunoscut se determina pozițiile surselor de zgomot si caracteristicile acestora, adica frecventa, lărgimea de banda si taria sonora. Toate datele sunt stocate in format digital.

Etapa 7. Datele de ieșire de la etapa 6, sunt comparate cu datele de ieșire ale simulărilor numerice pentru dinamica gazelor computaționala si aero-acustice cunoscute de la etapa, in conformitate cu parametrii propuși la etapa 1. Daca acești parametrii nu corespund ca valori propuse inițial, se revine la etapa numărul 3 unde se fac modificările necesare, acestea constând in imbunatatirea modelelor si metodelor folosite la simulările numerice. Daca insa ele corespund, datele se arhiveaza si se folosesc ca date de intrare in etapa următoare.

Etapa 8. Pe baza datelor furnizate de la etapa 7 se executa modelul optimizat final. Acesta este un profil optimizat din punct de vedere aero-acustic si aerodinamic.

Pe langa optimizarea profilelor rezulta indirect imbunatatirea modelelor matematice folosite la simulările numerice pentru dinamica gazelor computaționala si aero-acustice cunoscute. Invenția are ca efecte pozitive: minimizarea timpului de proiectare a unor profile aerodinamice optimizate, minimizarea costurilor de proiectare aferente. In urma acestui proces tehnologic, conform figurii 1, rezulta profile aerodinamice cu foarte bune cracteristici aerodinamice cat si aero-acustice (ecologice).

Tehnologia de optimizare a profilelor aerodinamice ecologice, cu o rezistenta la înaintare redusa, portanta crescută, si zgomot redus in funcționare, este utilizata la stabilirea formei, curburilor, pozițiilor, dimensiunilor, numărului si a modului de îmbinare dintre subrafetele ce compun un corp spațial in general si in particular a unei aeronave sau a unei turbine eoliene. Intr-o prima faza se realizează tridimensional, la o scara aleasa, un desen tehnic inițial, cu ajutorul unui program software cunoscut, care reprezintă profilul aerodinamic, sub forma unui fișier.

Tehnologia de optimizare a profilelor aerodinamice ecologice, conform invenției, fișierul care reprezintă profilul aerodinamic este analizat folosind un software cunoscut pentru simulări numerice pentru dinamica gazelor computaționala si aero-acustice, si avand ca parametrii de intrare numărul Reynolds, temperatura, densitatea fluidului si ca parametrii de ieșire , portanta profilului, rezistenta la înaintare a profilului, forța laterala a profilului, momentul de ruliu al profilului, momentul de tangaj al profilului, mometul de giratie al profilului, presiunea acustica generata de profil si spectrul de frecvente generat de profil.

Tehnologia de optimizare conform invenției, compara parametrii de ieșire cu parametrii impuși a se obține, si daca aceștia corespund aceștia sunt arhivați intr-o baza de date care conține fișierul care reprezintă profilul aerodinamic, parametrii de intrare si parametrii de ieșire, folosiți la simulările numerice pentru dinamica gazelor computaționala si aeroacustice, iar daca parametrii nu corespund se revine la prima etapa, îmbunătățind profilul aerodinamic inițial, urmărind optimizarea parametrilor care nu corespund.

Tehnologia de optimizare conform invenției, permite relizarea unui ansamblu mecanic tridimensional, care reprezintă la scara profilul aerodinamic, cu geometria care a rezultat in urma parcurgerii revendicărilor de la 1 la 3 si care este fixat in tunelul aerodinamic prin (Χ-2 Ο 1 Ο - Ο 1 1 68 - - LC * -01- 2011 intermediul unor tije rigide, denumite baionete, de o balanța de măsură care face parte din instalația de măsură a tunelului aerodinamic.

Tehnologia de optimizare conform invenției, permite introducerea in tunelul aerodinamic a unei matrici de microfoane care este atașata unui perete al tunelului folosind îmbinări mecanice care sa reziste solicitărilor mecanice din tunelul aerodinamic.

Tehnologia de optimizare a profilelor aerodinamice ecologice, conform invenției, permite realizarea programului experimental care consta in stabilirea condițiilor de testare din tunelul aerodinamic, adica a vitezelor fluidului, unghiurilor de giratie si incidența ale ansamblului tridimensional fata de curentul de fluid.

Tehnologia de optimizare conform invenției, permite in timpul funcționarii tunelului, adica in timp ce fluidul este in mișcare in tunel, masurarea temperatura fluidului din tunel, numărul Reynolds, densitatea fluidului, componentele forțelor si momentelor ale profilului optimizat parțial, presiunile, si zgomotul specific pe profilul aerodinamic optimizat parțial; folosind procedeul de beamforming cunoscut se determina pozițiile surselor de zgomot si caracteristicile acestora, adica frecventa, lărgimea de banda si taria sonora. Toate valorile acestor parametrii sunt stocate in format digital.

Tehnologia de optimizare conform invenției, valorile parametrilor de ieșire ale simulărilor numerice pentru dinamica gazelor computaționala si aero-acustice sunt comparate cu valorile parametrilor de ieșire ale măsurătorilor, in timp ce profilul aerodinamic optimizat parțial se afla in tunelul aerodinamic, si daca acestea corespund, in conformitate cu parametrii propuși, sunt arhivate intr-o baza de date care conține fișierul ce reprezintă profilul aerodinamic, valorile parametrilor masurati in tunelul aerodinamic, iar daca parametrii nu corespund se revine la etapa a trei, îmbunătățind modelele pe baza carora funcționează programul software cunoscut folosit pentru simulări numerice care analizeaza caracteristicile aerodinamice si aero-acustice ale profilului.

Tehnologia de optimizare conform invenției, permite realizarea unui ansamblu mecanic tridimensional, care reprezintă profilul aerodinamic optimizat final, cu geometria care a rezultat in urma parcurgerii revendicărilor de la 1 la 8 si care este un profil aerodinamic ecologic.

Tehnologia de optimizare conform invenției, in urma careia rezulta rezulta un program software imbunatatit pentru simulările numerice pentru dinamica gazelor computaționala si aero-acustice.

Tehnologia de optimizare a profilelor aerodinamice ecologice, conform invenției, permite optimizarea parametrilor aerodinamici si aero-acustici cunoscuti intr-un singur sistem integrat conform figurii 1.

t\- 2 O 1 0 - 0 1 1 6 8 - 2 * -01- 2011

Claims (11)

1. REVENDICARE

   1. Invenția se refera la o tehnologie de optimizare a profilelor aerodinamice ecologice, cu o rezistenta la înaintare redusa, portanta crescută, si zgomot redus in funcționare, utilizata la stabilirea formei, curburilor, pozițiilor, dimensiunilor, numărului si a modului de îmbinare dintre subrafetele ce compun un corp spațial in general si in particular a unei aeronave sau a unei turbine eoliene, caracterizata prin aceea ca, intr-o prima faza se realizează tridimensional, la o scara aleasa, un desen tehnic inițial, cu ajutorul unui program software cunoscut, care reprezintă profilul aerodinamic, sub forma unui fișier.
2. 2. Tehnologie de optimizare a profilelor aerodinamice ecologice, conform revendicării 1, caracterizata prin aceea ca, fișierul care reprezintă profilul aerodinamic este analizat folosind un software cunoscut pentru simulări numerice pentru dinamica gazelor computaționala si aero-acustice, si avand ca parametrii de intrare numărul Reynolds, temperatura, densitatea fluidului si ca parametrii de ieșire , portanta profilului, rezistenta la înaintare a profilului, forța laterala a profilului, momentul de ruliu al profilului, momentul de tangaj al profilului, mometul de giratie al profilului, presiunea acustica generata de profil si spectrul de frecvente generat de profil.
3. 3. Tehnologie de optimizare conform revendicărilor 1 si 2, caracterizata prin aceea ca, parametrii de ieșire sunt comparați cu parametrii impuși a se obține, si daca aceștia corespund aceștia sunt arhivați intr-o baza de date care conține fișierul care reprezintă profilul aerodinamic, parametrii de intrare si parametrii de ieșire, folosiți la simulările numerice pentru dinamica gazelor computaționala si aeroacustice, iar daca parametrii nu corespund se revine la prima etapa, îmbunătățind profilul aerodinamic inițial, urmărind optimizarea parametrilor care nu corespund.
4. 4. Tehnologie de optimizare conform revendicărilor 1, 2, 3, caracterizata prin aceea ca, se relizeaza un ansamblu mecanic tridimensional, care reprezintă la scara profilul aerodinamic optimizat parțial, cu geometria care a rezultat in urma parcurgerii revendicărilor de la 1 la 3 si care este fixat in tunelul aerodinamic prin intermediul unor tije rigide, denumite baionete, de o balanța de măsură care face parte din instalația de măsură a tunelului aerodinamic.
5. 5. Tehnologie de optimizare conform revendicărilor 1, 2, 3, 4 caracterizata prin aceea ca, in tunelul aerodinamic se introduce o matrice de microfoane care este atașata unui perete al tunelului folosind îmbinări mecanice care sa reziste solicitărilor mecanice din tunelul aerodinamic.
6. 6. Tehnologie de optimizare conform revendicărilor 1, 2, 3, 4, 5 caracterizata prin aceea ca, se realizează programul experimental care consta in stabilirea condițiilor de testare din tunelul aerodinamic, adica a vitezelor fluidului, unghiurilor de giratie si incidența ale ansamblului tridimensional fata de curentul de fluid.
7. 7. Tehnologie de optimizare conform revendicărilor 1, 2, 3, 4, 5, 6 caracterizata prin aceea ca, in timpul funcționarii tunelului, adica in timp ce fluidul este in mișcare in tunel, se masoara temperatura fluidului din tunel, numărul Reynolds, densitatea fluidului, componentele forțelor si momentelor ale profilului optimizat parțial, presiunile, si zgomotul specific pe profilul aerodinamic optimizat parțial; folosind procedeul de beamforming cunoscut se determina pozițiile surselor de ί\- 2010-01168-2 4 -01- 2011 zgomot si caracteristicile acestora, adica frecventa, lărgimea de banda si taria sonora. Toate valorile acestor parametrii sunt stocate in format digital.
8. 8. Tehnologie de optimizare conform revendicărilor 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 caracterizata prin aceea ca, valorile parametrilor de ieșire ale simulărilor numerice pentru dinamica gazelor computaționala si aero-acustice sunt comparate cu valorile parametrilor de ieșire ale măsurătorilor, in timp ce profilul aerodinamic optimizat parțial se afla in tunelul aerodinamic, si daca acestea corespund, in conformitate cu parametrii propuși, sunt arhivate intr-o baza de date care conține fișierul ce reprezintă profilul aerodinamic, valorile parametrilor masurati in tunelul aerodinamic, iar daca parametrii nu corespund se revine la etapa a trei, îmbunătățind modelele pe baza carora funcționează programul software cunoscut folosit pentru simulări numerice care analizeaza caracteristicile aerodinamice si aero-acustice ale profilului.
9. 9. Tehnologie de optimizare conform revendicărilor 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 si 8 caracterizata prin aceea ca, se relizeaza un ansamblu mecanic tridimensional, care reprezintă profilul aerodinamic optimizat final, cu geometria care a rezultat in urma parcurgerii revendicărilor de la 1 la 8 si care este un profil aerodinamic ecologic.
10. 10. Tehnologie de optimizare conform revendicărilor 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, si 8 caracterizata prin aceea ca, rezulta un program software imbunatatit pentru simulările numerice pentru dinamica gazelor computaționala si aero-acustice.
11. 11. Tehnologie de optimizare conform revendicărilor 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 si 10 caracterizata prin aceea ca, permite optimizarea parametrilor aerodinamici si aero-acustici cunoscuti intr-un singur sistem integrat conform figurii 1.