بهینه سازی کلی پارامترهای موثر در ضریب انتقال حرارت جابه جایی نانوسیال به روش ژنتیک الگوریتم

پایان نامه
چکیده

نانوسیالات (سوسپانسیون نانوذرات در سیال پایه) خصوصیات حرارتی فراتری نسبت به سیال پایه اصلی یا سوسپانسیون های ذرات معمولی در سیال از خود نشان می دهند. در تعیین ضریب انتقال حرارت یک نانوسیال علاوه بر پارامترهای موثر در مورد سیال پایه، پارامترهای جدیدی نظیر اندازه، غلظت و خصوصیات فیزیکی و حرارتی نانوذرات نیز دخیل می شوند. به طور کلی، می توان گفت که ناسلت نانوسیال تابعی است از: رینولدز، پرانتل، ضرایب هدایتی نانوذره و سیال پایه، ظرفیت های هدایت حرارتی نانوذره و سیال پایه، درصد حجمی نانوذره، اندازه و شکل نانوذره. تحقیقات و کارهای مختلفی بر روی اثر پارامترهای مختلف بر روی ضریب انتقال حرارت نانوسیالات انجام گرفته است. که از آن جمله می توان به تحقیقات متعدد زینالی هریس و همکارانشان اشاره کرد که در آن ها تغییرات عدد ناسلت و همچنین نسبت افزایش ضریب انتقال حرارت نانوسیال نسبت به همان سیال پایه (آب) را در دماها، رینولدز، پرانتل و ترکیب درصدهای متفاوت نانوذره برای نانوذرات cu، al2o3 و cuo در سیال های پایه آب مورد بررسی قرار گرفته است. نظر به اینکه تا کنون فعالیتی در زمینه بهینه سازی این پارامترها صورت نگرفته است، و همچنین عدم وجود رابطه ای مناسب، در این پروژه ابتدا با استفاده از شبکه عصبی، نتایج عددی بدست آمده از آزمایشات و تحقیقات زینالی هریس و همکارانشان مدل سازی شده، پس از اعتبارسنجی شبکه های ایجاد شده، با استفاده از همین شبکه ها نقاط بهینه موجود در بازه اطلاعات موجود با به کار بردن روش بهینه سازی ژنتیک الگوریتم تعیین شده است. شبکه ها همگی پیشرو، با یک لایه میانی، روش آموزش لون برگ مارکووات بوده و از روش حداقل مجموع مربعات خطا جهت اعتبارسنجی استفاده گردید. علاوه بر این، شبکه های دیگری با استفاده از داده های مربوط به هر سه نانوسیال، با اضافه کردن پارامتر اندازه ذرات نیز آموزش داده شد . شبکه های حاصل نیز در الگوریتم ژنتیک بهینه سازی گردید. مهمترین علت استفاده از شبکه عصبی جهت مدل کردن داده ها و الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی، تعدّد پارامترهای موثر در سیستم و همچنین وجود داده های آزمایشگاهی به جای یک رابطه مناسب می باشد. بدین معنی که به دلیل عدم وجود رابطه ناچار به استفاده از داده های آزمایشگاهی شده و چون در الگوریتم های بهینه سازی نیاز به محاسبه مقدار تابع می باشد، لذا مدل کردن داده ها ضروری گردید. نتایج بهینه سازی مربوط به کیفیت آموزش هشت شبکه جداگانه به همراه مشخصات نقطه بهینه گزارش شد، که به خوبی نشان دهنده آن است که روش های انتخاب شده به طرز بسیار مناسبی پاسخ گوی نیاز این تحقیق می باشند. همچنین برای درک بیشتر مسأله با استفاده از شبکه های آموزش داده شده، تأثیر پارامترهای مختلف در حالت های مختلف بررسی و بوسیله نمودارهایی گزارش گردید.

منابع مشابه

مدل سازی و بیشینه سازی انتقال حرارت جابه جایی طبیعی در محفظه بسته پرشده با نانوسیال

در پژوهش حاضر، یک محفظه بسته چهارضلعی با هدف بیشینه سازی میزان انتقال حرارت جابه جایی طبیعی سیال خالص و نانوسیال های متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم بر مبنای سیال پایه به شکل بی بعد خود منتقل و با استفاده از روش المان محدود حل شدند. با بهره گیری از نتیجه های آزمایشگاهی موجود در پیشینه پژوهش و به منظور بررسی جامع رفتار حرارتی نانوسیال ها، دو عامل بی بعد جدید، یعنی عامل رسانش حرارت...

متن کامل

شبیه سازی عددی انتقال حرارت جابه جایی در جریان مغشوش غیرنیوتنی نانوسیال در یک لوله افقی مدور

در این مقاله، انتقال حرارت جابه جایی در جریان مغشوش یک نانوسیال غیرنیوتنی درون لوله ای افقی و مدور با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و حل عددی معادلات بقای جرم، بقای ممنتوم و بقای انرژی بررسی می شوند. برای این منظور از نانوسیالی غیرنیوتنی متشکل از سیال غیرنیوتنی محلول نیم درصد وزنی کربوکسی متیل سلولز (CMC) در آب و نانوذرات Al2O3 استفاده شده است. در این تحقیق اندازه متوسط نانوذرات ...

متن کامل

مطالعه عددی انتقال حرارت جابه جایی طبیعی نانوسیال در یک محیط متخلخل مربعی شکل با استفاده از روش شبکه بولتزمن

In this study, for the first time natural convection heat transfer of Al2O3-water nanofluid with constant and variable properties is investigated within square shape porous media using the lattice Boltzmann method. The horizontal walls of the cavity are insulated, and left and right vertical walls are hot and cold, respectively. The Study have been carried out for Rayleigh numbers of 103, 10...

متن کامل

روش شبکه‌بولتزمن حرارتی مرتبه دوم در انتقال حرارت جابه¬جایی آزاد در محفظه¬های غیرمربعی

در این مقاله، انتقال حرارت جابه¬جایی آزاد دوبعدی در محفظه¬های غیرمربعی بسته، به شکل¬های مثلث، ذوزنقه، ربع دایره و نیم¬دایره با استفاده از روش بولتزمن شبکه¬ای مرتبه دوم حرارتی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. در تمام شبیه¬سازی¬ها سیال عامل هوا، با عدد پرانتل 71/0 در نظر گرفته شده است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد هنگامی که الگوی جریان دو سلولی است شاهد یک نقطه اکسترمم در روند تغییرات عدد ناسلت...

متن کامل

بررسی عددی تاثیر نسبت منظر محفظه مستطیلی و کسر حجمی نانوذرات بر انتقال حرارت جابه جایی طبیعی نانوسیال آلومینا-آب

در این مطالعه تاثیر تغییر ارتفاع نسبت به پهنای محفظه (نسبت منظر) و همچنین کسرحجمی نانوذرات بر انتقال حرارت جا به جایی طبیعی نانوسیال آلومینا-آب در یک محفظه بررسی شد. نانوسیال، تک فاز و غیرقابل تراکم و بر پایه سیال آب شامل نانوذرات آلومینا (اکسید آلومینیوم) فرض شده است. غلظت نانوذرات صفر تا 4 درصد است و جریان طبیعی آرام فرض شده است. محدوده اعداد رایلی 105×4 تا 108 در محفظه ...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023