Développement d'une méthodologie d'optimisation du profil d'aile de l'UAS-S45 en utilisant les algorithmes ABC et PSO

Verdier, François (2020). Développement d'une méthodologie d'optimisation du profil d'aile de l'UAS-S45 en utilisant les algorithmes ABC et PSO. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Afin de réduire l’impact sur l’environnement et améliorer les performances aérodynamiques d’un aéronef, l’aile déformable est un moyen qui semble très prometteur pour le développement des technologies des avions verts. Cependant afin d’obtenir les meilleurs résultats possibles et ainsi de justifier les coûts investis dans la recherche et l’industrialisation de ce système il est important d’être certain que la meilleure méthode est employée.

Dans ce mémoire une étude est réalisée et un programme est développé afin d’obtenir la meilleure optimisation possible d’un profil d’aile. Pour cela deux aspects sont étudiés : dans un premier temps, la méthode de représentation du profil est analysée. C’est une étape cruciale de l’optimisation car c’est la base de tous les calculs qui suivent, il est donc important que la méthode employée soit la plus adaptée à la résolution de notre problème. C’est pour cette raison que les résultats obtenus par deux méthodes très répandues et reconnues, les Non-Uniform Rational Basis Splines (Piegl & Tiller) et la méthode Classe/Shape Transformation (Ceze, Hayashi, & Volpe), sont comparés dans la première partie du mémoire.

Afin de réaliser l’optimisation en elle-même, deux algorithmes évolutifs sont ensuite comparés, l’algorithme ABC et le PSO, dans les mêmes conditions, afin de déterminer lequel fournit les meilleurs résultats.

Pour le faire le profil du drone S45 Balaam est tracé et ses coefficients aérodynamiques sont obtenus grâce au solveur aérodynamique XFoil intégré dans le programme Matlab et les coefficients aérodynamiques ainsi que les coordonnées du profil optimisés sont ensuite obtenus.

Titre traduit

Development of an optimization methodology for a wing airfoil of UAS-S45 using the ABC and PSO algorithms

Résumé traduit

In order to reduce the environmental impact and to enhance the aerodynamic performances of an aircraft, the “morphing wing” is a promising way of improvement for the development of green aircraft technologies. However, in order to obtain the best results and thereby justify the costs invested in research and industrialisation it’s important to be sure that the best method possible is used.

In this thesis a study is done, and a program is developed to obtain the best optimization routine of a wing airfoil. In order to do it, two aspects are examined, on one hand, the parameterization method of the airfoil is analyzed. It is a crucial step of the optimization because it is at the basis of every further calculation. Therefore, results obtained by two popular and effective methods are compared, the Non-Uniform Rational Basis Splines (Piegl & Tiller) and the Class/Shape Transformation (Ceze et al.) methods.

To run the optimization itself, two algorithms are compared, the ABC algorithm and the PSO algorithm, in the same test conditions, to determine which one gives the best results and to obtain optimized airfoils.

The S45 Balaam’s wing airfoil is used to perform those optimization routines. The aerodynamic solver XFoil is used to determine the aerodynamic coefficients on the initial and optimized airfoils, and the optimized airfoils coordinates are obtained.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie aérospatial". Comprend des références bibliographiques (pages 119-122).
Mots-clés libres:	aérodynamique, optimisation, algorithmes, PSO, ABC, CST, NURBS
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Botez, Ruxandra
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt:	14 juill. 2020 20:03
Dernière modification:	14 juill. 2020 20:03
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2499

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