Nablafoil

Uno strumento per il calcolo in tempo reale delle prestazioni aerodinamiche del profilo alare.

CLIENTE

Università degli Studi di Padova

RICHIESTA

Parametrizzazione innovativa di profili alari verificandone in tempo reale le prestazioni

SUCCESSO

Generazione automatica di forme a profilo alare ad alte prestazioni per il settore eolico, pompe, compressori assiali e altre applicazioni

SINTESI:

NablaFoil rappresenta un nuovo approccio innovativo per la progettazione dei profili alari, elaborando concetti appartenenti a diverse discipline. Alcuni algoritmi permettono di parametrizzare queste forme utilizzando le più avanzate tecniche matematiche. Attraverso una modalità interattiva, in tempo reale, l’utente può adattare manualmente la forma del profilo e verificarne in tempo reale le prestazioni. In background viene eseguita una rete neurale per estrapolare i risultati da un enorme database di profili alari. Il database è stato creato utilizzando uno dei più accurati codici a panelli.

Le caratteristiche principali sono:

  • Calcolo in tempo reale delle prestazioni aerodinamiche
  • Possibilità di scegliere l’obiettivo aerodinamico in termini di coefficiente di lift e resistenza aerodinamica
  • Facile modifica delle tecniche di parametrizzazione
  • Oltre 500.000 forme di profilo alare utilizzate per creare la mappatura dei profili.
TECNICHE DI PARAMETRIZZAZIONE:

Le tecniche di parametrizzazione, consentite in NablaFoil, permettono di riprodurre tutti i profili aerodinamici più utilizzati e di generare forme nuove e innovative. I metodi di discretizzazione includono:

  • Curve di Bezier
  • Rappresentazioni B-Spline
  • Curve Nurbs
NABLAFOIL real-time airfoil aerodynamic performance prediction
RETE NEURALE:

Le previsioni aerodinamiche di NablaFoil si basano su una rete neurale.

  • In primo luogo, è stato generato e parametrizzato un numero elevato di profili aerodinamici (oltre 500.000)
  • Pertanto, ogni profilo alare è stato simulato utilizzando un codice a pannelli e le sue prestazioni sono state registrate in un database
  • Infine, è stata impostata e istruita una rete neurale basandosi sul database.

Il risultato della procedura è una complessa funzione matematica, in grado di prevedere istantaneamente le polari di un profilo alare a partire dalle coordinate dei suoi punti di controllo.

NABLAFOIL real-time airfoil aerodynamic performance prediction
NablaFoil GUI:

L’interfaccia grafica NablaFoil mostra un ambiente interattivo in modalità disegno (a destra) collegato alle rappresentazioni, come output, delle polari del profilo alare (a sinistra). Inoltre, alcuni comandi permettono di:

  • Cambiare la vista e il colore del profilo alare e ingrandire la geometria
  • Aggiungere/sottrarre un punto della parametrizzazione, spostare un punto lungo una coordinata fissa
  • Identificare una forma casuale di profilo alare da un valore target di CL e CD.
NABLAFOIL real-time airfoil aerodynamic performance prediction
MODIFICA DELLA FORMA IN TEMPO REALE:

La modifica manuale della forma del profilo alare mostra, in tempo reale, il cambiamento delle prestazioni del profilo.

NABLAFOIL real-time airfoil aerodynamic performance prediction
APPLICAZIONI:

NablaFoil copre un’ampia gamma di applicazioni. Attualmente, viene utilizzato per generare forme a profilo alare ad alte prestazioni ed è facilmente abbinabile a codici ingegneristici 0D e 1D per la stima delle prestazioni. I principali campi di applicazione sono:

  • Energia eolica: generazione della sequenza di profili alari di una turbina eolica ad asse orizzontale, identificazione del profilo aerodinamico leggermente asimmetrico più adatto per una turbina eolica ad asse verticale
  • Compressori assiali: la pala del rotore può essere facilmente ottimizzata con gli algoritmi NablaFoil
  • Pompe: accoppiate con un codice 1D per prevedere le prestazioni delle pompe assiali e radiali
  • ……..: NablaFoil può essere personalizzato su richiesta. Possono essere implementate diverse tecniche di parametrizzazione e output. Si possono utilizzare mappe delle prestazioni del profilo alare di diversa precisione (ad es. per le previsioni di stallo).

Poster Award Finalist

Il nostro team è arrivato in finale alla CAE Conference 2018

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Siamo orgogliosi del nostro nuovo approccio innovativo alla progettazione dei profili alari.

Andrea Dal Monte, Ph.D.
NABLAFOIL real-time airfoil aerodynamic performance prediction CAE conference 2018

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