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11
Alma Mater Studiorum - Università degli Alma Mater Studiorum - Università degli studi di Bolognastudi di Bologna
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Facoltà di Ingegneria Facoltà di IngegneriaCorso di laurea in ingegneria meccanicaCorso di laurea in ingegneria meccanica
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELLE COSTRUZIONI MECCANICHE,AEREONAUTICHE,NUCLEARI E DI METALLURGIA
TESI DI LAUREAin
Disegno Tecnico Industriale
OTTIMIZZAZIONE MULTIOBIETTIVO DI UN AEREOPLANO SENZA PILOTA A DECOLLO VERTICALE
CandidatoFabrizio Coppola
RelatoreChiar.mo Prof. Ing. Luca Piancastelli
CorrelatoriProf. Ing. Gianni CaligianaProf. Ing. Alfredo Liverani
Dott. Ing. Cristina RenziIng. Tiziano Bombardi
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Metodo Metodo MontecarloMontecarlo
Algoritmo GeneticoAlgoritmo Genetico
GeneticoGenetico
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Aereoplano PogoAereoplano Pogo
Esempio di studio Esempio di studio (Case Study)(Case Study)
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Ottimizzazione multivariabileOttimizzazione multivariabile
L’ideaL’idea
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55
Ottimizzazione delle ottimizzazioniOttimizzazione delle ottimizzazioni
Funzione del costoFunzione del costo
Metodo MontecarloMetodo Montecarlo
Ottimizzazione costiOttimizzazione costi
Ottimizzazione del velivoloOttimizzazione del velivolo
Algoritmo geneticoAlgoritmo genetico
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66
Funzione di ottimo (fitness)Funzione di ottimo (fitness)dell’algoritmo genetico di basedell’algoritmo genetico di base
AutonomiaAutonomia
VelocitàRispettoATerraVelocitàRispettoATerra
TempoObiettivoTempoObiettivo
Calcolo Calcolo caratteristichecaratteristichegeometrichegeometriche
Parametri casualiParametri casuali
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Funzione di ottimo (fitness)Funzione di ottimo (fitness)dell’algoritmo genetico di basedell’algoritmo genetico di base
MERITOMERITO
Media PesataMedia Pesata
StabilitàStabilitàRendimentoRendimentoPrestazionePrestazione
AutonomiaAutonomia
P1P1
VelocitàRispettoATerraVelocitàRispettoATerra
P2P2
TempoObiettivoTempoObiettivo
P3P3
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Calcolo della SpeedVeraCalcolo della SpeedVera(VelocitàRispettoATerra)(VelocitàRispettoATerra)
Resistenza dell’aria
Spinta delle eliche
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99
Ottimizzazione delle ottimizzazioniOttimizzazione delle ottimizzazioni
Funzione del costoFunzione del costo
Metodo Montecarlo
Ottimizzazione costiOttimizzazione costi
Ottimizzazione del velivoloOttimizzazione del velivolo
Algoritmo geneticoAlgoritmo genetico
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1010
Ottimizzazione delle ottimizzazioniOttimizzazione delle ottimizzazioni
Funzione del costoFunzione del costo
Ottimizzazione costiOttimizzazione costi
Ottimizzazione del velivoloOttimizzazione del velivolo
Algoritmo geneticoAlgoritmo genetico
Algoritmo GeneticoAlgoritmo Genetico
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1111
Confronto tra i due AlgoritmiConfronto tra i due Algoritmi
MontecarloMontecarlo GeneticoGenetico
VeloceVeloce
PrestazionalePrestazionale
Merito MiglioreMerito Migliore
LentoLento
Risultati similiRisultati simili
Merito MinoreMerito Minore
Metodo MontecarloMetodo Montecarlo
Ottimo degli ottimiOttimo degli ottimi
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Prove effettuateProve effettuate
Diesel 4 Cilindri Turbo
Diesel 2 tempiraffreddato ad aria
Diesel Monocilindro
Diesel 2 cilindri a V
Cambio motore
Motori Motori DisponibiliDisponibili
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1313
Prove effettuate
Miglioramento del meritoMiglioramento del merito
Maggiorando P2
VelocitàRispettoATerra
Risultato Migliore
AutonomiaAutonomia
P1P1
VelocitàRispettoATerraVelocitàRispettoATerra
P2P2
TempoObiettivoTempoObiettivo
P3P3
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MontecarloMontecarlo Merito Merito OttimoOttimo
Diesel 2 Diesel 2 cilindri a Vcilindri a V
Aereo Ottimo degli OttimiAereo Ottimo degli Ottimi
Parametri Parametri OttimaliOttimali
Ingombro = 2.2 mIngombro = 2.2 m³³Costo = 73000 euroCosto = 73000 euro
Velocità ~ 0.9 MachVelocità ~ 0.9 Mach
Massa = 323 kgMassa = 323 kg
Autonomia = 3200 kmAutonomia = 3200 km
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Ottimo degli Ottimo degli OttimiOttimi
Eliche Controrotanti
Coda trapezoidaleProfilo NACA 0018 simmetrico
Ala rettangolare Profilo Navy 60
reflex
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Ottimo degli Ottimi Ottimo degli Ottimi ModificatoModificato
Serbatoio aggiuntivo
Riduzione volume Riduzione volume della codadella coda
Maggiore stabilità e controllo in fase di decollo e di volo
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Grazie per l’attenzioneGrazie per l’attenzione