Aeroelastic reliability based optimisation of composite plates via dual-space surrogate modeling
Optimisation Aéroélastique Fiabiliste des Plaques Composites par Metamodélisation à Double Espace
Résumé
Composite materials are essential in aerospace engineering due to their superior strength-to-weight ratio. This work explores the reliability-based design optimisation of composite plates under aeroelastic constraints with a focus on cost efficiency. We utilise a simplified approach focusing on generating surrogate models through conditioned Gaussian Processes, which predict various aeroelastic responses like flutter speed, gust loads, and static forces. These models help in the effective navigation of the composite design space. We introduce a 5 step optimisation algorithm in which we prioritise minimising the gust response and structure mass while adhering to predefined limits on flutter and strain. The proposed approach not only simplifies the optimisation process but also enhances the understanding and reliability of composite material design in aerospace applications, aiming for improved safety and performance.
Les matériaux composites sont essentiels dans le domaine de l'ingénierie aérospatiale en raison de leur rapport résistance/poids supérieur. Ce travail explore l'optimisation de la conception basée sur la fiabilité des plaques composites sous des contraintes aéroélastiques, en mettant l'accent sur l'efficacité des coûts. Nous utilisons une approche simplifiée en nous concentrant sur la génération de modèles de substitution via des processus gaussiens conditionnés, qui prédisent diverses réponses aéroélastiques telles que la vitesse de flutter, les charges de rafales et les forces statiques. Ces modèles aident à naviguer efficacement dans l'espace de conception des composites. Nous introduisons un algorithme d'optimisation en 5 étapes dans lequel nous priorisons la minimisation de la réponse aux rafales et de la masse de la structure tout en respectant des limites prédéfinies sur le flutter et la déformation. L'approche proposée non seulement simplifie le processus d'optimisation, mais elle améliore également la compréhension et la fiabilité de la conception des matériaux composites dans les applications aérospatiales, visant à améliorer la sécurité et les performances.
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