Aerodynamic optimization of a biplane configuration using differential evolution

Abstract

This paper presents our work on designing a biplane configuration that has a minimum drag to lift ratio. This problem is a mixed optimization problem in that both discrete and continuous variables are used. Fourteen parameters were used to fully describe the biplane configuration and calculate performance. Performance calculations were based on Munk's general biplane theory. Each wing required six parameters; airfoil profile type, span, tip and root chord lengths, angle of attack, and sweep angle. Two parameters were used to define the horizontal stagger and vertical gap between the two planes. The airfoil profile types were stored in an indexed database which allowed us to obtain the section's aerodynamic characteristics. Our analysis showed that differential evolution found the optimum solution quickly. The characteristics of the resultant optimum solution will be discussed in detail, along with our observations of how the process needs to be adjusted for optimum performance.

Análise Premilinar Do Desempenho Aerodinâmico De Rotores Eólicos Utilizando Dupla-Pá

“…Pensando nisso, este trabalho apresenta os resultados preliminares em relação ao comportamento de um rotor proposto com diâmetro de 6,3m utilizando duplas-pás desde sua raiz até a ponta e com a distribuição dos perfis aerodinâmicos conforme feito por [6], além de observar o fluxo ao atravessar o rotor. A duplicação das pás foi idealizada com base em aeronaves biplanas devido o potencial de aumentar a área de sustentação [7,8], o que pode ajudar no desempenho de extração de energia cinética pelo rotor, entretanto, com o aumento da superfície aumenta-se sua inércia que pode depender cada vez mais de maiores velocidades de vento. Para potencializar essa condição, em [9] uma turbina foi instalada entre grandes construções, fazendo valer o efeito Venturi.…”