به‌كارگيري الگوريتم‌هاي بهينه‌سازي و آناليز حساسيت جهت طراحي بهينه يك محفظه احتراق مدل توربين گاز هوايي

كارشناسي ارشد

در پايان‌نامه حاضر، به بهينه‌سازي و آناليز حساسيت يك محفظه احتراق مدل توربين گاز هوايي پرداخته مي‌شود. هدف از انجام اين پژوهش، كاهش هم‌زمان آلاينده NO_x و بهبود پروفيل دماي خروجي از محفظه احتراق مي‌باشد. براي مطالعه پاشش سوخت مايع و پديده¬هايي نظير توزيع، شكست و تبخير قطرات از ديدگاه اويلري-لاگرانژي استفاده مي‌شود. براي تحليل¬¬ مشخصه‌هاي جريان واكنشي-پاششي، رهيافت¬ RANS و مدل آشفتگي Realizable k-ε، مدل¬ انتقال حرارت تشعشعي جهات مجزاء(DO) و مدل¬¬ احتراقي فليملت پايا به همراه مكانيزم واكنش شيميايي سوخت ديزل(C_10 H_22) مورد استفاده قرار مي‌گيرد. مدل‌سازي NO_x به صورت پس‌پردازش و با مدل‌ نرخ محدود صورت مي‌پذيرد. مدل انتقال حرارت تشعشعي جهات مجزاء طيف وسيعي از ضخامت‌هاي تابشي را در بر گرفته و در مسائل احتراقي پركاربرد مي‌باشد. همچنين، با به‌كارگيري آناليز حساسيت به مطالعه تأثيرپذيري متغيرهاي خروجي از متغيرهاي ورودي پرداخته مي‌شود. به عبارت ديگر در اين روش با ايجاد تغيير در ورودي‌هاي مسئله به صورت سازمان‌يافته، تأثيرات اين تغييرها در خروجي مدل پيش‌بيني مي‌شود. متغيرهاي ورودي شامل قطر، زاويه، موقعيت و دماي جت‌هاي پايداركننده مي‌باشد. به وسيله بهينه‌سازي نتايج، بهترين عضو از مجموعه‌ داده‌هاي عددي انتخاب مي‌شود، عضوي كه هم‌زمان آلاينده NO_x و پروفيل دماي خروجي آن در بهترين حالت مي‌باشد. داده‌هاي عددي با استفاده از طراحي آزمايشات (DOE) و روش فاكتوريل كامل مدل‌سازي و توليد مي‌شوند. نتايج به دست آمده از آناليز حساسيت نشان مي‌دهد كه متغير دما بيشترين تغيير را بر روي متغيرهاي خروجي اعمال مي‌كند. پس از اين مرحله، با استفاده از شبكه عصبي مصنوعي تابعي براي داده‌هاي توليد شده، آموزش داده مي‌شود. سپس اين تابع با استفاده از الگوريتم ژنتيك بهينه‌سازي مي‌شود. نتايج حاصل از بهينه‌سازي، بهبود 14/5 درصدي پروفيل دماي خروجي و كاهش 7/38 درصدي آلاينده NO_x را نشان مي‌دهد.

194953

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر فرزاد بازديدي طهراني