بهینه سازی هندسی جریان مغشوش درون دیفیوزرهای حلقوی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی و مدلسازی تقریبی

به منظور ارزیابی اثر مدل های توربولانسی در پیشبینی ساختار جریان با گرادیان فشار معکوس، معادلات ناویر استوکس رینولدز متوسط در حالت دائم برای یک دیفیوزر حلقوی تقارن محوری حل شدند. پس از انتخاب بهترین مدل توربولانسی شیوه ای برای بهینه سازی شکل دیفیوزر های حلقوی ارائه شده است. هدف حداکثر نمودن عملکرد دیفیوزر یا به عبارت دیگر افزایش بازیابی فشار درون دیفیوزر بر اساس بهینه سازی هندسه است. روش بهینه سازی مبتنی بر طراحی دیواره یک دیفیوزر حلقوی با نسبت سطح و طول ثابت می باشد. در الگوریتم توسعه یافته از نرم افزار انسیس فلوئنت برای تحلیل هیدرودینامیکی و از مدلسازی تقریبی و یک شیوه بهبود مورد انتظار برای بهینه سازی استفاده شده است. از اسپلاین نربز برای نمایش شکل دیواره دیفیوزر با دو تا ده متغیر طراحی استفاده شده است. به منظور مدیریت زمان حل مساله، از مدل تقریبی کریگینگ به عنوان مدلی جهت پیشبینی پاسخ های حل دقیق استفاده شده است. با اعمال فرمان های کنترلی از طریق نرم افزار متلب، نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی و مدل کریگینگ برای اجرای کاملا خودکار با یکدیگر ترکیب شده اند. به منظور برقراری توازن بین جستجوی محلی و سرتاسری از معیار نمونه تطبیقی استفاده شده است. با توجه به نتایج حل، طراحی بهینه یک بهبود عملکرد منطقی را در مقایسه با طراحی اولیه نشان می دهد.