طراحی بهینه سیستم خنک کاری برخوردی با استفاده از الگوریتم تکامل تفاضلی در لاینر نازل دوبعدی یک موتور توربوفن

دمای ورودی به نازل موتور توربینی یکی از پارامتر های تاثیرگذار در افزایش نیروی رانش تولید شده است در نتیجه استفاده از روش هایی برای افزایش دمای ورودی نازل ضروری است. خنک کاری برخوردی یکی از این روش ها بوده که با انتقال هوای خنک تر و سپس عبور از جت هایی به دیواره داغ نازل برخورد می کند و موجب جذب گرمای دیواره نازل می شود. در مقاله حاضر بهینه سازی سیستم خنک کاری برخوردی به صورت سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. هندسه مورد مطالعه دیوارهای انتهایی نازل می باشد که به صورت صفحه تخت است. این صفحه شامل سوراخ های خنک کاری با سطح مقطع دایره ای است. طراحی بهینه برای یافتن اندازه قطر سوراخ ها و فواصل بین آنها می باشد. با ایجاد ارتباط بین نرم افزار و کد توسعه داده شده با زبان برنامه نویسی C، هندسه های مختلف برای بهینه سازی سوراخ ها با تعیین قیدهای مناسب به صورت خودکار تولید شده و طراحی بهینه می گردد. بهینه سازی از نوع چندهدفه است و الگوریتم بهینه سازی تکامل تفاضلی می باشد. هدف از بهینه سازی رسیدن به دمایی نسبتا یکنواخت و همچنین کمتر از دمای بیشینه مجاز در دیوار نازل است. نتایج بهینه سازی چندهدفه بصورت نمودار پارتو ارائه شده است.

کلیدواژه ها:

موتور توربوفن ، نازل دوبعدی ، خنک کاری برخوردی ، الگوریتم تکامل تفاضلی ، طراحی بهینه