بهینه سازی هندسه یک دسته پره همراه با انتقال حرارت جابجایی و تابشی با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری

پره ها ابزارهایی هستند که به منظور افزایش نرخ انتقال حرارت از یک جسم مورد استفاده قرار می گیرند. وجود محدودیت ها از یکسو و احتیاج به دسترسی به بیشترین انتقال حرارت از سطح پره از سوی دیگر، بهینه سازی پره ها را بیشتر مورد توجه قرار داده است. در کار حاضر ابتدا بهینه سازی هندسه یک پره تنها برای حجمی معین، با انتقال حرارت جابجایی همراه با تابش، جهت تبادل بیشترین انتقال حرارت با محیط، انجام می گیرد. سپس، یک دسته پره با انتقال حرارت جابجایی همراه با تابش مورد مطالعه قرار می گیرد. هدف از بهینه سازی، یافتن تعداد پره، هندسه پره و نحوه چیدمان پره ها در دسته پره، جهت وصول بیشترین انتقال حرارت می باشد. هندسه پره با استفاده از منحنی های بزیر ایجاد گردیده است. بهینه سازی توسط الگوریتم رقابت استعماری انجام شده است. معادله انرژی به روش حجم محدود، جهت بدست آوردن توزیع دما در طول پره، حل شده است. همچنین، شار تابشی خالص سطوح، با استفاده از روش تابش خالص محاسبه شده است. نتایج کار حاضر نشان می دهد که منحنی بزیر با توان ایجاد شبکه غیر یکنواخت و منحنی های هموار، انتخاب مناسبی جهت بهینه سازی هندسه دسته پره می باشد. همچنین، الگوریتم رقابت استعماری به عنوان ابزاری قدرتمند در حل مسائل بهینه سازی حرارتی می تواند مورد استفاده قرار گیرد. کار حاضر نشان می دهد که هندسه پره، تعداد پره ها، فاصله بهینه بین پره ها، میزان انتقال حرارت جابجایی، تابشی و سهم هریک از آن ها در انتقال حرارت کلی، تابعی از دمای پایه، طول و ارتفاع دسته پره می باشد. این ارتباط ها به صورت خطی نمی باشد و بسته به سهم هریک از پارامترها می توان نتایج متفاوتی داشت. در کار حاضر مقایسه ای نیز میان بهینه سازی هندسی دسته پره و ابعاد بهینه دسته پره هایی با سطح مقطع مستطیلی و مثلثی انجام گرفت. همچنین مقایسه میان بهینه سازی ابعاد دسته پره مستطیلی با استفاده از ضرایب دید دو بعدی و سه بعدی انجام گرفته است، که می تواند نتایج واقع بینانه تری نسبت به انتقال حرارت تابشی از دسته پره ارائه نماید.