درسنامه دوم نرم افزار CEASIOM | هوافضای جوان

درسنامه دوم از سری آموزش نرم افزار CEASIOM

در درسنامه ی قبل توضیح داده شد که CEASIOM یک نرم افزار کمکی برای انجام محاسبات مربوط به فاز طراحی مفهومی هواپیما می باشد. در ادامه ابتدا به صورت مختصر به معرفی فرایند طراحی هواپیما پرداخته شده است، سپس با محیط نرم افزار CEASIOM و نحوه ی استفاده از آن آشنا می شویم.

به طور کلی، طراحی هواپیما در طی سه فاز انجام می شود؛

  • طراحی مفهومی

مرحله ی اول مربوط به تصویر کشیدن حالت های مختلف اجزای هواپیما می باشد که نیازمندی های شرایط از پیش تعیین شده ی طراحی را برآورده می کند. با امتحان کردن طرح های مختلف در این فاز، مهندسان طراحی هواپیما به دنبال پیدا کردن شرایطی از طراحی هستند که تمامی نیاز های مورد نظر را داشته باشد و همچنین با عوامل دیگری همچون آیرودینامیک، پیشرانش، عملکرد پروازی، سازه ای و کنترلی هواپیما در تضاد نباشد. به این عمل بهینه سازی طراحی یا Design Optimization می گویند.

ویژگی های اساسی هواپیما همچون، شکل بدنه، مشخصات بال و موقعیت آن، اندازه و نوع موتور و غیره در این فاز از طراحی مشخص می شود. در انتهای این فاز، یک طرح اولیه از هواپیما بر روی کامپیوتر به مهندسان و طراحان برای بازبینی ارائه می شود.

  • طراحی مقدماتی

در این فاز، طرح ارائه شده از مرحله ی قبل دوباره بازبینی و ارتقا داده می شود تا به شرایط مورد نیاز از قبل تعیین شده نزدیک تر شود. در این مرحله تست های تونل باد و محاسبات سی اف دی، همچنین، بررسی های سازه ای و کنترلی روی هواپیمای مورد نظر اعمال می شود. در نهایت، مشکلات آیرودینامیکی و ناپایداری سازه ای اگر موجود باشد در این مرحله تصحیح خواهد شد و طرح نهایی می شود. با داشتن طرح نهایی، تصمیم گیری برای تولید هواپیمایی با طرح مورد نظر بستگی به نظر سازنده ی هواپیما دارد. معمولا در این مرحله چندین طرح مختلف، با توانایی پرواز و عملکرد عالی، به دلیل این که توجیه اقتصادی نداشته باشد حذف می شوند.

  • طراحی با جزئیات

این مرحله مربوط به کالیبره کردن داده ها برای فرستادن به مرحله ی تولید می باشد. تعداد، موقعیت و اندازه ی ریب ها، اسپارها و المان های مختلف سازه ای در این مرحله تعیین می شوند.

برای استفاده از نرم افزار CEASIOM، طرح اولیه ی هواپیمای مورد نظر باید موجود باشد. CEASIOM، پیکربندی طرح مبنا (Base Line) را به عنوان ورودی استخراج می کند. در این فرایند اطلاعاتی از جمله ی پارامتر های عملکردی، وزن، پایداری و کنترل طرح مبنا بدست می آید.

مهمترین مزیت استفاده از این نرم افزار تشخیص دقیق تر مشخصات آیرودینامیکی و سازه ای در مراحل اولیه طراحی است. با ایجاد مدل مجازی هواپیمای شبیه سازی شده می توان مقایسات عددی واضح تری را در زمینه ی عملکردی، آیروالاستیسیته و پایداری و کنترل انجام داد.

کلیه فایل های مربوط به CEASIOM بر اساس *.xml پایه گذاری شده اند. به طوری که ورودی و خروجی این نرم افزار فایل های *.xml می باشد. فایل *.xml ورودی به CEASIOM حاوی تمامی اطلاعات پارامتریک لازم برای تعیین هندسه ی هواپیما می باشد. این فایل حاوی اطلاعات درختی مانند شکل زیر است. اطلاعات هندسه ی هواپیما به چند دسته تقسیم می شود که هر کدام از این بخش ها خود به شاخه های دیگری توسعه می یابند.

ساختار درختی اطلاعات هندسی هواپیما

در فایل مربوطه، اطلاعات ردیف اول شامل بدنه، بال، پوشش آیرودینامیکی، دم، موتور، سوخت، بار، کابین، گوناگون، و وزن می باشد.

داده های فایل *.xml ابتدا وارد بخش AcBuilder می شود و در آنجا پارامتر های وزن و بالانس مشخص می شود. سپس این فایل می تواند به عنوان ورودی برای بخش های NeoCass، SUMO و AMB استفاده شود. شبکه ی ایجاد شده در SUMO به همراه اطلاعات بخش AMB می تواند منتقل شود. ضرایب آیرودینامیکی محاسبه شده در بخش AMB از طریق فایل *.xml به بخش پیشرانش منتقل می شود. سپس، اطلاعات موتور در این بخش اضافه می شود و فایل مربوطه می تواند به بخش های کنترل و پایداری منتقل شود.

شکل زیر، نحوه ی جریان اطلاعات در نرم افزار CEASIOM را نشان می دهد.

مسیر داده توسط نرم افزار CEASIOM

محیط نرم افزار CEASIOM:

برای وارد شدن به نرم افزار CEASIOM ابتدا باید وارد بخش Command window نرم افزار MATLAB شد. در این پنجره می توان با نوشتن دستورات مختلف، با نرم افزار متلب ارتباط برقرار کرد.

تصویری از پنجره ی Command Window نرم افزار MATLAB

قابل توجه است که برای استفاده از نرم افزار CEASIOM لازم نیست که با برنامه نویسی با متلب آشنا بود، تنها کافی است که با محیط نرم افزار آن آشنایی داشته و بتوان با کمک گرفتن از فرایند زیر، دستور بارگذاری نرم افزار CEASIOM را در پنجره ی Command Window اجرا کرد.

ابتدا نرم افزار MATLAB را باز کنید. همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است، آدرس پوشه ای که نرم افزار CEASIOM در آن ذخیره شده است را کپی کرده و در قسمت آدرس پوشه مورد نظر، Current Folder، نرم افزار متلب وارد کنید. با انجام این کار، نرم افزار متلب به فایل های قابل اجرای موجود در این آدرس دسترسی پیدا می کند.

بخش مربوط به پوشه ی کنونی در نرم افزار متلب

پس از تعیین پوشه ی مورد نظر، در بخش Command Window به صورت اعداد بزرگ کلمه ی CEASIOM را تایپ کنید و دکمه ی اینتر را فشار دهید. با انجام این کار در نرم افزار متلب تابع CEASIOM را فراخوانی کرده و نرم افزار CEASIOM اجرا خواهد شد. پس از آن بلافاصله پنجره ی جدیدی مانند شکل زیر باز خواهد شد که از شما می خواهد پروژه ی جدیدی را شروع کرده یا پروژه های قبلی را انتخاب کنید.

پنجره ی شروع نرم افزار CEASIOM

اگر پروژه ی جدید را انتخاب کنید از شما محل ذخیره ی آن را مانند شکل زیر درخواست می کند. بهتر است که تمامی پروژه ها را در پوشه ی Projects حاظر در پوشه ی CEASIOM ذخیره شوند.

پنجره مربوط به ذخیره ی پروژه جدید

سپس از شما می خواهد که اسم و نسخه ی پروژه مورد نظر خود را وارد کنید، مانند شکل زیر:

نام گذاری پروژه مورد نظر و نسخه ی آن

همانطور که قبلا هم اشاره شد، برای استفاده از نرم افزار CEASIOM لازم است به اطلاعات مربوط به پیکربندی طرح مبنا، Base Line دسترسی داشت. به همین منظور، ابتدا باید فایل با فرمت *.xml حاوی اطلاعات هواپیمای هدف را مانند تصویر زیر در نرم افزار CEASIOM وارد کرد.

وارد کردن اطلاعات Base Line

پس از انتخاب اطلاعات مربوط به هواپیمای هدف، پنجره ی جدیدی مانند شکل زیر ظاهر می شود. با انتخاب گزینه ی Menu می توان وارد محیط نرم افزار CEASIOM شد.

پنجره ی شروع نرم افزار CEASIOM

در انتها، پنجره ی مربوط به انتخاب ماژول های مختلف نرم افزار CEASIOM باز خواهد شد و می توان یکی از این ماژول ها را انتخاب کرد.

انتخاب ماژول های مختلف نرم افزار CEASIOM

در درسنامه های بعد، به معرفی ماژول های مختلف این نرم افزار می پردازیم.

منابع:

https://en.wikipedia.org/wiki/Aircraft_design_process

https://www.ceasiom.com/wp/


 

 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا معادله امنیتی را وارد کنید. * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.