基于遺傳算法的強(qiáng)化傳熱與流動特性的優(yōu)化機(jī)理研究.pdf

1、在眾多工程應(yīng)用中，熱量傳遞是一種最為常見的能量傳遞方式，其效率對系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行效率有最為直接的影響。除此之外，流體流動特性也因其在工業(yè)領(lǐng)域中存在的普遍性和造成的能量損耗對工業(yè)生產(chǎn)效率的重要影響，而得到廣泛的關(guān)注和研究。因此，對于傳熱過程及流動過程中內(nèi)在規(guī)律的揭示以及優(yōu)化機(jī)理的探討，對于減少工業(yè)能源損失，提高工業(yè)生產(chǎn)效率具有十分重要的理論指導(dǎo)意義和工程實踐價值。
　　對于流動減阻和強(qiáng)化傳熱問題，一般采用主動式或者被動式方法進(jìn)行優(yōu)化

2、研究，并已獲得了比較成熟的研究結(jié)果，對于生產(chǎn)實際也提供了重要的指導(dǎo)。然而，這種優(yōu)化僅能在有限局部范圍內(nèi)進(jìn)行，從而使優(yōu)化過程局限性較強(qiáng)。鑒于此，本文在新興優(yōu)化算法的基礎(chǔ)上，打破傳統(tǒng)的局部范圍內(nèi)的被動搜索過程，基于遺傳算法，在全局范圍內(nèi)進(jìn)行主動的最優(yōu)解搜索。研究了基于幾何參數(shù)優(yōu)化的翅片強(qiáng)化傳熱的過程，同時結(jié)合數(shù)值模擬和遺傳算法的協(xié)同優(yōu)化仿真特點，在Re=100-200范圍內(nèi)，進(jìn)行了槽道內(nèi)鈍體繞流的自適應(yīng)優(yōu)化研究。
　　在以散熱量為優(yōu)化

3、目標(biāo)函數(shù)的情況下，提出了“步進(jìn)式”遺傳算法，在翅片的肋基溫度、翅片高度和肋基橫截面積一定的情況下，相比于一般的遺傳算法優(yōu)化結(jié)果，最大散熱量增幅明顯，可提高6.5％。
　　對于流動減阻的協(xié)同優(yōu)化仿真過程，以圓柱繞流為初始狀態(tài)進(jìn)行了自適應(yīng)的優(yōu)化過程。由于形狀優(yōu)化，鈍體形狀由初始的圓形變化到接近于流線型，并且推遲了邊界層分離，使阻力系數(shù)得到大幅減小，減阻幅度最高達(dá)29.3%。除此之外，更為平緩的形狀也使升力系數(shù)的幅值大幅減小，以及斯特勞