基于共轭传热的百叶窗翅片换热器操作参数优化设计

在共轭传热的基础上,利用三维数值分析软件对百叶窗翅片换热器操作参数进行优化设计,从1000个样本点中选出使Nu数最大、阻力因子f最小的最优工况点:进口速度3.5 m/s、进口温度303.12 K、扁管温度为336.14 K。此时阻力因子f为0.61353、Nu数为46.46。与原工况相比阻力因子f减小17.73%,Nu数提高31.05%。     

新型变角度百叶窗翅片换热器的性能研究

为了研究变角度百叶窗翅片式平行流气冷器的换热性能,对文中新提出的两种变角度百叶窗结构和现研究较多的两种变角度百叶窗结构与一种均匀角度百叶窗结构,建立三维模型;对五种模型的速度场、温度场和压力场进行分析;并对五种结构在不同Re数时进行综合性能评价。结果表明,四种变角度百叶窗翅片的综合性能均优于均匀角度的百叶窗翅片综合性能,且文中提出的一种变角度百叶窗翅片结构目前综合性能最好。     

间距对双梯形百叶窗翅片换热器性能的影响

在对百叶窗翅片换热器的形状优化时,提出一种换热性能更佳的双梯形百叶窗结构,通过控制变量法,从压降、综合性能因子、换热系数三个角度,对双梯形百叶窗翅片结构百叶窗间距L_P及翅片间距F_P两个方面进行模拟分析,得出当双梯形百叶窗间距L_P=1.3 mm、翅片间距F_P=1.4 mm时,综合性能最佳。     

车用散热器百叶窗翅片结构仿真优化

随着现代发动机技术的进步,发动机功率和性能的提升,也对发动机散热器提出了更高的要求。在兼备良好的散热性能和稳定性的同时,更要求散热器结构紧凑,以实现轻型化。通过对车用发动机管带式散热器的局部翅片和整体散热器进行三维建模,分析百叶窗翅片角度、翅片波距、翅片波高对空气侧压降影响,并对影响散热器散热性能主要因素进行分析。然后采用了多孔介质代替翅片的方法,模拟整体散热器的散热性能,并对比实验结果验证仿真模型准确性。最后拟合仿真数据的总传热系数和空气侧压降系数,建立粒子群算法优化数学模型。在不改变散热器外形尺寸和空气侧压降符合设计标准的情况下,优化散热器的翅片结构。翅片结构优化后,空气侧压降基本不变,散热量提升了11.6%。     

一种错列布孔型百叶窗翅片换热器的数值模拟

提出一种错列布孔型百叶窗翅片结构,通过CFD方法对其进行模拟计算,得到翅片的换热因子及阻力因子随雷诺数的变化规律,且通过试验和经验公式的方式分别进行了验证.将其与传统百叶窗结构的性能进行比较,结果发现:这种错列布孔结构的翅片在雷诺数150～400时,换热因子较传统百叶窗翅片提高了10％～24％,阻力因子提高了1％ ～2...     

一种新型双梯形百叶窗翅片换热器的性能模拟研究

提出一种新型双梯形百叶窗翅片换热器结构,并对其性能进行了数值模拟研究。结果发现,相对传统矩形换热器,双梯形翅片结构使较多的空气流体冲刷翅片表面,增强空气流体的扰动效果,能够强化传热。同时,双梯形百叶窗翅片进出口压降比矩形百叶窗翅片进出口压降大。综合考虑换热和阻力情况,双梯形换热器性能优于传统矩形换热器。     

纵向翅片扁管换热器的结构优化

通过建立数值优化模型,对纵向翅片扁管换热器进行结构优化,得到了翅片长度、翅片间距及翅片高度对换热器热阻及空气侧对流换热系数的影响,同时还研究了不同热源温度、不同风速时换热器的优化结构,为工程应用提供了参考。     

椭圆形百叶窗翅片传热强化数值分析

提出了一种新型椭圆形百叶窗翅片,采用CFD方法对其阻力特性及传热特性进行了模拟研究,并与传统矩形百叶窗翅片进行比较,分析了雷诺数对两种结构内流体的流动与传热性能的影响,同时对两种结构内流场与温度场的协同性也进行了研究。结果表明:新提出的椭圆形百叶窗翅片与矩形百叶窗翅片相比,阻力因子f降低了16%~20%,传热因子j提高了5%~7%,且雷诺数Re在225.7~451.3范围内,椭圆形翅片综合评价因子j/f1/3比矩形百叶窗翅片的提高了11%~15%,且椭圆形百叶窗翅片的速度与温度场的协同性优于矩形百叶窗翅片,椭圆形百叶窗翅片的综合换热性能高于矩形百叶窗翅片。     

基于遗传算法的光伏–热电耦合系统多目标优化研究

多因素共同作用下的系统优化设计是光伏–热电耦合系统研究的难点之一。本文建立了光伏–热电耦合系统与单一光伏系统的理论模型,以最高耦合效率与相对于单一光伏系统的最大效率差值为优化目标,采用多目标遗传算法,开展了耦合系统优化设计研究。结果表明,最高耦合效率与最大效率差值两个优化目标是负相关的,且其负相关性是由光伏参考效率所导致,需综合考虑系统经济性,确定最高耦合效率和最大效率差值的折中方案,从而获得耦合系统最佳设计。     

基于多目标遗传算法的回旋行波放大器分布式损耗参数优化

通过使用多目标遗传算法对回旋行波放大器加载分布式损耗的电阻率和厚度参数进行优化,得出了两个参数的最佳组合值:损耗层厚度0.116mm,电阻率为铜的77 882倍,此时放大器达到最大增益15.9dB。并且通过单目标遗传算法对该值的准确性进行了验证,使得放大器在有效抑制回旋返波振荡的同时实现了增益的最大化。     

基于多目标遗传算法的回旋行波放大器分布式损耗参数优化

通过使用多目标遗传算法对回旋行波放大器加载分布式损耗的电阻率和厚度参数进行优化,得出了两个参数的最佳组合值：损耗层厚度0.116 mm,电阻率为铜的77 882倍,此时放大器达到最大增益15.9 dB。并且通过单目标遗传算法对该值的准确性进行了验证,使得放大器在有效抑制回旋返波振荡的同时实现了增益的最大化。     

板翅式换热器传热、阻力多目标权衡优化

本文利用NSGA-Ⅱ算法对板翅式换热器中流体的传热和阻力分别引起的熵产数和(?)耗散数进行了多目标权衡优化。使传热和压降这两个相互矛盾的目标函数同时达到最优,并对帕累托前沿解域进行了LINMAP(多维偏好分析的线性规划)决策,最后对比了两种适值函数的优化结果。结果显示:换热器结构在11个自由度,并满足较小的熵产数或■耗散数的条件下,相比单一目标函数压降最大减少73.65%,成本最多节省1.61%;在相同换热效率下,煨耗散法优化得出的总成本比熵产法减少0.01%。     

基于遗传算法的透平级多目标优化设计

本文发展并完善了一种基于非受控解的排序、基于共享机制的小生境技术和交配约束的多目标遗传算法,在一元热力设计基础上,对一个透平级取实际压力与给定压力的差值和级的作功能力为目标函数进行了优化。算例表明该算法具有同时捕获—组解的能力,对于解决多目标优化问题具有很强的适应性和合理的优化结果,是一种有效的多目标优化方法。     

基于多目标遗传算法的增程式电动汽车动力系统参数匹配优化研究

在完成增程式电动汽车（E-REV）动力匹配与性能仿真基础上,针对E-REV动力系统参数匹配优化问题,以整车制造成本、汽车两种运行模式下等效百公里油耗以及百公里加速时间为目标,以驱动电机峰值功率、发动机额定功率以及电池能量为变量,设计了基于线性加权的多目标遗传算法。结果表明,适当牺牲汽车动力性可最大降低制造成本5.19%,并降低等效油耗9.61%以上。可以得出,通过改善匹配方案能进一步提高整车的动力经济性并降低制造成本,研究对E-REV市场推广及量产化具有重要意义。     

基于梯度翅片换热器的热电发电系统性能研究

本文建立了热电发电系统(TEG)多物理场数值模型,并充分考虑换热器流体影响,综合研究了具有不同热侧换热器翅片结构的TEG系统性能。在雷诺数为1000~10000范围内,分析了流体沿程温度分布特征、泵功及热电发电模块的能量转换特性.所研究的三种翅片结构包括:全流道等高度直翅片(Fin-1)、下游强化梯度翅片(Fin-2)以及上游强化梯度翅片(Fin-3).研究表明,通道长高比及热电材料覆盖率一定,热电发电功率及转换效率随流量呈二次曲线变化关系,存在最匹配流量使得系统发电性能最佳。等高度直翅片对流量的变化敏感,随流量增大,则压损增大,导致系统净输出功率及发电效率无收益.而梯度翅片可以在更大范围内产生正收益;下游强化梯度翅片具有最佳的流体沿程温度均匀性,但沿程局部热阻却最大.综合考虑沿程局部热阻分布及泵功消耗,上游强化梯度翅片TEG系统净转换效率最高,因此局部热阻分布及泵功综合因素应为TEG内的换热器合理设计的关键。     

变角度百叶窗翅片的数值模拟和性能分析

为研究变角度百叶窗结构对平行流蒸发器换热性能的影响,文中建立了一种均匀角度百叶窗和两种变角度百叶窗的计算模型;采用fluent软件数值模拟了空气侧的传热和流动过程,得到了百叶窗翅片的速度场、温度场及压力场;将数值模拟结果与相关文献实验关联式结果进行对比,验证了数值模拟的可行性,分析了迎面风速对换热和压降特性的影响;并利用公式j/f1/3,比较了三种翅片的综合性能,发现变角度百叶窗翅片综合性能优于均匀角度百叶窗翅片。     

较高雷诺数下百叶窗翅片倾斜角对传热的影响

本文建立了一种百叶窗翅片的二维模型,并使用ANSYS Fluent对较高雷诺数下百叶窗翅片的不同倾斜角度对流体流动和传热的影响进行了研究.结果表明,在翅片倾斜角等于33°时,努塞尔数达到最大值,翅片的传热性能最好,在相同雷诺数下,压降随倾斜角度的增加不断增大.在相同的倾斜角度下,雷诺数增加,努塞尔数增大,但同时压降也会变大.通过相同泵功下的换热量来衡量百叶窗翅片的综合性能,得到在倾斜角为19°时,翅片的综合效能最高。     

连续变攻角百叶窗翅片的传热及流动特性

为获得较好性能的强化传热翅片,在百叶窗翅片的基础上,提出4种不同连续递增或递减攻角的百叶窗翅片,并对其传热及流动特性进行研究。不同翅片的攻角分别为:LF1+2°(22°,24°,26°,28°,30°,28°,26°,24°,22°),LF2+3°(18°,21°,24°,27°,30°,27°,24°,21°,18°),LF3 0°(攻角均为30°),LF4-3°(30°,27°,24°,21°,18°,21°,24°,27°,30°),LF5-2°(30°,28°,26°,24°,22°,24°,26°,28°,30°)。计算结果显示,虽然连续变攻角百叶窗翅片的换热性能略低于固定攻角的百叶窗翅片,但其流动阻力大大降低,综合性能更好。说明在相同的压降下,连续变攻角百叶窗翅片的换热性能更好。在Re=408~1230时,LF2和LF4的综合性能最好。     

基于遗传算法混合工质热泵多参数优化

本文将人工智能之一的遗传算法应用于混合工质热泵系统,在对热泵进行模拟的基础上构造了系统性能函数,对冷凝压力、蒸发压力以及回热度进行了多参数的优化,得到了使系统COP最大时的各参数的最佳值。发现在进行制冷/热系统多参数组合优化时,遗传算法全局寻优以及收敛能力与传统的优化方法相比,性能有了较大的提高。