بهینه سازی هندسی دیفیوزر خروجی توربین گاز نمونه با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی و الگوریتم ژنتیک

Authors

مصطفی دهقانی

حسین عجم

سعید فراهت

abstract

هدف این مقاله یافتن طراحی بهینه برای یک دیفیوزر خروجی توربین گاز نمونه است. جهت دستیابی به ضریب بازیافت فشار استاتیک حداکثر با وجود جریان چرخشی، از یک الگوریتم تکاملی استفاده شده است. فرایند بهینه سازی در سه حالت مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا با در نظر گرفتن یک پروفیل ثابت از هاب تا شرود برای پوشش پایه نگهدارنده، بهینه سازی انجام شده است. در مرحله دوم، دو پروفیل برای پوشش پایه نگهدارنده یاتاقان یکی در مقطع هاب و دیگری در مقطع شرود انتخاب شده است. نهایتا، فرایند بهینه سازی برای هندسه دیفیوزر و پوشش پایه نگهدارنده یاتاقان بصورت همزمان انجام شده است. به منظور تولید پروفیلهای مربوط به شکل پوشش پایه های نگهدارنده یاتاقان از روش پارامتری سازی پارسک استفاده شده است. حل جریان آشفته و سه بعدی با کمک دینامیک سیالات محاسباتی انجام گرفته است. مساله بهینه سازی ابتدا با یک نمونه برداری اولیه از فضای حل آغاز شده و در ادامه از الگوریتم ژنتیک برای یافتن بهینه کلی استفاده شده است. بهینه سازی برای جریان چرخشی در خروجی توربین با عدد رینولدز 105×1.7 بر اساس قطر هیدرولیکی در ورودی دیفیوزر انجام گرفته است. تمامی مراحل اجرای الگوریتم ژنتیک و فرایندهای تولید مدل، تولید مش با توربوگرید، حل جریان با انسیس سی اف ایکس و محاسبه تابع هدف برای هریک از اعضاء جمعیت در هر نسل از الگوریتم ژنتیک بصورت کاملا خودکار درون نرم افزار متلب پیاده سازی و اجرا شده است. در نتیجه بهینه سازی ضرایب بازیافت فشار استاتیک دیفیوزرها در مراحل اول، دوم و سوم به ترتیب %1.94، %3.1 و %7.42 افزایش می یابند.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

مدل سازی عددی جریان گذرای گاز ایده آل درنازل با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی/.

در این تحقیق مدل سازی عددی جریان گذرای گاز ایده آل درنازل با دمای ورودی 300 کلوین که برپایه جریان عددی دو بعدی است، با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی بررسی شد. هندسه مسئله با استفاده از روش گسسته سازی مرتبه 2 مدل شد. شبیه سازی های CFD در رژیم جریان آشفته انجام شدند. در رژیم جریان آشفته از مدلinviscid استفاده شد. مشاهده شد که جریان گذرای سیال درفاصله 05/0متر از ابتدای نازل آشفته می شود. نتای...

full text

شبیه‌سازی و تحلیل دنباله‌ی یک توربین بادی نمونه در مزرعه‌ی بادی با کمک دینامیک سیالات محاسباتی

In this paper, configuration of ‘Vestas_V47’ wind turbines in a wind farm is investigated using computational fluid dynamics (CFD). First the geometry of wind turbine has been modeled, then unstructured mesh around the blades, nacelle and tower have been generated and finally the SST k-ω model has been used for modeling the turbulence. Afterward wind’s velocity contour f...

full text

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 س...

full text

انتخاب چیدمان بهینه یک مرکز مخابراتی نمونه با کمک دینامیک سیالات محاسباتی و ‌شبکه‌های عصبی مصنوعی

در مطالعه حاضر به بررسی و شبیه‌سازی وضعیت موجود توزیع هوای سرد در سالن یک مرکز ماکروویو پرداخته‌ شده و روش جدیدی برای بهبود وضعیت دمای سالن پیشنهاد شده است. در ابتدا، سالن با چینش حاضر به کمک روش دینامیک سیالات محاسباتی شبیه‌سازی شده و با استفاده از داده‌های تجربی اندازه‌گیری شده توسط حس‌گرهای به کار رفته در خروجی رک‌ها اعتبارسنجی شده است. مقایسه نتایج شبیه‌سازی و داده‌های تجربی موجود نشان دهند...

full text

طراحی بهینه یک شیار محیطی بر اساس بهبود عملکرد کمپرسور محوری گذرصوتی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی، شبکه های عصبی و الگوریتم ژنتیک چندهدفه

هدف این مقاله طراحی بهینه یک شیار محیطی برای کمپرسور گذرصوتی روتور 37 ناسا است. پارامترهای طراحی شامل عمق، عرض و موقعیت قرارگیری شیار و توابع هدف شامل حاشیه وامانش و راندمان بیشینه می­باشند و از نسبت فشار وامانش به عنوان معیاری برای انتخاب طرح بهینه استفاده شده است. مدل­سازی ریاضی کمپرسور که شامل برقراری رابطه بین متغیرهای طراحی و توابع هدف می­باشد، با استفاده از شبکه­های عصبی صورت گرفته است. ب...

full text

بهینه سازی بازده نموداری توربین بخار به کمک الگوریتم ژنتیک

امروزه تولید برق مهم­ترین بخش تولید انرژی در صنایع را به خود اختصاص داده است که در این رهگذر، بهینه­سازی مصرف انرژی و توان نیروگاهی می­تواند در صرفه­جویی انرژی مفید واقع شود. یکی از بخش­های مهم نیروگاهی، طراحی و ساخت توربین­ها، اعم از توربین­های هیدرولیکی، بخاری، بادی و هسته­ای می­باشد. بدین منظور طراحی نیروگاه­ها به­عنوان مهم­ترین موضوع مد نظر قرار می­گیرد. در این مقاله، با توجه به روابط مهندس...

full text

My Resources

Save resource for easier access later


Journal title:
مهندسی مکانیک مدرس

Publisher: دانشگاه تربیت مدرس

ISSN 1027-5940

volume 16

issue 2 2016

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023