بهینه سازی چندهدفه انتقال حرارت و وزن محفظه احتراق موتور CFM۵۶

در این پژوهش، طراحی مفهومی و بهینه سازی یک محفظه احتراق توربین گاز هوایی با هدف کاهش دمای لاینر و هم زمان کاهش وزن محفظه احتراق که شامل وزن پوسته و لاینر است، مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. محفظه احتراق مورد بررسی برای موتور CFM۵۶ بوده و اطلاعات اولیه از نرم افزار گزترب و مطالعات مشابه استخراج شده است. جهت بهینه سازی مسئله از الگوریتم بهینه سازی چندهدفه NSGA-II و نرم افزار متلب بهره برده شده است. در ابتدای پژوهش، روابط طراحی هر بخش و مقدمات، مورد بررسی قرار گرفته است. انتقال حرارت درون محفظه احتراق به صورت یک بعدی و بدون اضافه شدن خنک کاری درنظر گرفته شده است تا بدبینانه ترین شرایط مسئله، بهینه شود. بهینه سازی های انجام شده نشان از توانایی الگوریتم برای کاهش ۱۶ درصدی تنش های حرارتی اعمالی به لاینر و کاهش ۱۰ درصدی وزن محفظه احتراق دارد. همچنین پژوهش حاضر اهمیت انتخاب صحیح قیود عملکردی را نشان می دهد. درصورت انتخاب نامناسب محدوده قیود یک مسئله طراحی، جبهه پارتو خروجی می تواند غیرفیزیکی و یا کوچک شود. مسئله حاضر و روند بهینه سازی می تواند روند طراحی محفظه احتراق توربین گاز را سریع تر کرده و از تکرارهای زیاد جهت بررسی تعارضات الزامات طراحی که گاها در هنگام طراحی غیرقابل بررسی است، بکاهد.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی چندهدفه ، طراحی مفهومی ، محفظه احتراق ، موتور CFM۵۶