کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7046013 1457097 2018 38 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Inverse optimization design of an impinging co-axial jet in order to achieve heat flux uniformity over the target object
ترجمه فارسی عنوان
طراحی بهینه سازی معکوس جت تحت فشار محوری به منظور دستیابی به یکنواختی شار حرارتی بر روی هدف
کلمات کلیدی
جت جابجایی، جت اکسیژن، طراحی معکوس، بهینه سازی، یکنواختی جریان گرما، روش جستجوی الگو،
ترجمه چکیده
در این تحقیق، جت مجهز به همسایگی به منظور به دست آوردن شار حرارت یکنواخت در سطح گرمایی ایزوترمال با تعیین چهار متغیر طراحی شامل متغیرهای هندسی و جریان، بهینه شده است. معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود برای یک جریان لایه ای، ناپیوستگی و محور متساوی حل شد. راه حل مشکل معکوس معکوس با به حداقل رساندن میانگین مربع ریشه تفاوت بین شماره نوستل محلی و شماره یونسل یکنواخت به دست آمد. ترکیبی از جستجوی الگو و روش های مبتنی بر گرادینت برای بهینه سازی استفاده شد. همچنین یک جت محوری با یک هندسه جدید برای بهبود عملکرد هدف ارائه شد و دو متغیر طراحی به چهار متغیر قبلی اضافه شدند. بهینه سازی برای دو تنظیم جت تحت 15 شرایط مختلف انجام شد. یکنواختی جریان گرما با این دو جت با خطاهای قابل قبول کمتر از 2٪ برای جت خارجی به نسبت قطر سطح هدف بالاتر از 0.6 بدست آمد. جت مخروطی پیشنهاد شده برتری نسبت به نسبت قطر کوچک (0.4 و 0.3) را نشان می دهد و خطا را به طور معنی داری (حدود 50٪) برای شماره های طراحی نسلت 7 و 10 کاهش می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
پیش نمایش مقاله
طراحی بهینه سازی معکوس جت تحت فشار محوری به منظور دستیابی به یکنواختی شار حرارتی بر روی هدف
چکیده انگلیسی
In this study, co-axial impinging jet was optimized in order to obtain uniform heat flux over an isothermal heated surface by determining four design variables including geometrical and flow variables. The governing equations were solved using the finite volume method for a laminar, incompressible, and axisymmetric flow. The solution of inverse design problem was achieved by minimizing the root mean square of the difference between the local Nusselt number and the uniform design Nusselt number. A combination of pattern search and gradient-based methods was used for optimization. Also a co-axial jet with a new geometry was presented to improve the objective function and two design variables were added to the four previous variables. Optimization was performed for two jet configurations under 15 different conditions. Heat flux uniformity was obtained by these two jets with acceptable errors less than 2% for the outer jet to the target surface diameter ratios of higher than 0.6. The proposed co-axial jet showed its superiority at the small diameter ratios (0.4 and 0.3) and it reduced the error significantly (about 50%) for design Nusselt numbers of 7 and 10.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Applied Thermal Engineering - Volume 132, 5 March 2018, Pages 128-139
نویسندگان
, ,