Técnicas de Metamodelagem Aplicadas à Otimização de Turbomáquinas.

Abstract

Apresenta-se um estudo teórico de aproximação abordando conceitos e fundamentos de funções de base radial e polinomial clássica, para construção de superfícies de resposta, fazendo-se uso das técnicas estatísticas, como planos de experiências (Design of Experiments - DOE). Neste estudo, desenvolve-se uma metodologia para melhorar o processo de otimização de turbomáquinas utilizando técnicas de metamodelagem, onde são descritos os métodos matemáticos e estatísticos de aproximação de modelos. Para o processo de otimização são utilizados algoritmos de busca aleatória controlada (CRSA). Em princípio, aplica-se a metodologia para a análise de uma grade linear onde o campo de escoamento é calculado utilizando o método dos painéis de Hess & Smith (2D), com modificações que permitem introduzir os efeitos viscosos e separação da camada-limite na quantificação dos coeficientes aerodinâmicos. Numa segunda abordagem, o enfoque é dado na integração de uma estratégia de otimização global com restrições, própria para aplicação a solvers custosos, como CFD – 3D. Tal estratégia faz uso das técnicas de metamodelagem com base em funções de base radial (RBF - Radial Basis Function) em conjunto com algoritmos de otimização para construção de superfícies de resposta. Esta metodologia permite de forma rápida e eficiente alcançar uma solução ótima do projeto da grade linear ou do rotor.