بهینه‌سازی چندهدفة سه‌بعدی خنک‌کاری لایه ای در یک پرة توربین فشاربالا با استفاده از الگوریتم ژنتیک - شبکة عصبی مصنوعی

Abstract

در این مقاله بهینه سازی چندهدفة خنک‌کاری لایه‌ای یک ردیف از سوراخ‌های خنک‌کاری پرة توربین یک موتور خاص به‌صورت سه‌بعدی بررسی شده است. هدف این مقاله مقایسة کارایی خنک­کاری لایه­ای و نرخ جریان جرمی خنک­کاری است که این دو تابع هدف از نظر نقطه اثر عکس هم می­باشند. برای این منظور رقابت بین این دو مورد بررسی شده و موقعیت سوراخ­های خنک­کاری در جهت وتر، به‌همراه قطر و زاویة تزریق به‌عنوان پارامترهای طراحی انتخاب شده‌اند. سپس 30 نمونه به‌عنوان دادة اولیه از تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی ایجاد و از روش شبکه عصبی مصنوعی برای ایجاد مدل جایگزین به‌منظور تقریب تابع بهینه‌سازی پارامترهای طراحی و از الگوریتم ژنتیک برای بهنیه‌سازی مدل استفاده شده است. الگوی طراحی در الگوریتم ژنتیک، شش مرتبه به تناوب تکرار شده و مدل بهینه برای تابع هدف به‌دست آمده است. در نهایت موقعیت بهینة سوراخ‌های خنک­کاری نزدیک LE با قطر و زاویة تزریق به‌ترتیب 0/447 و 73/575 به‌دست آمد. مقایسة نتایج CHT هندسة پرة بهینه‌شده با هندسة اولیه نتایج بهینه‌سازی را تأیید می‌کند و نشان می‌دهد که به کاهش چشمگیر توزیع دمایی روی ایرفویل منجر شده است.