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

Abstract

به منظور ارزیابی اثر مدل‌های 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 شیوه‌ای برای بهینه‌سازی شکل دیفیوزر‌های حلقوی ارائه شده است. هدف حداکثر نمودن عملکرد دیفیوزر یا به عبارت دیگر افزایش بازیابی فشار درون دیفیوزر بر اساس بهینه‌سازی هندسه است. روش بهینه‌سازی مبتنی بر طراحی دیواره یک دیفیوزر حلقوی با نسبت سطح و طول ثابت می‌باشد. در الگوریتم توسعه یافته از نرم‌افزار انسیس فلوئنت برای تحلیل هیدرودینامیکی و از مدلسازی تقریبی و یک شیوه بهبود مورد انتظار برای بهینه‌سازی 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 پاسخ‌های حل دقیق استفاده شده است. با اعمال فرمان‌های کنترلی از طریق نرم‌افزار متلب، نرم‌افزار دینامیک سیالات محاسباتی و مدل کریگینگ برای اجرای کاملا خودکار با یکدیگر ترکیب شده‌اند. 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 می‌دهد.