Журнал прикладного машиностроения

Абстрактный

Многокритериальная оптимизация ребра с двумерной теплопередачей с использованием NSGA-II и ANN

ММ Ганади Араб, Мохсен Хаджабдоллахи и Хасан Хаджабдоллахи

Двумерная теплопередача в ребре была смоделирована с приемлемой точностью и оптимизирована. Для оценки геометрии ребра использовалась кривая Безье. Метод конечных объемов в сочетании с искусственной нейронной сетью был разработан для прогнозирования распределения температуры через ребро с точностью от -1,5% до +1% и ± 0,5% для эффективности ребра и скорости теплопередачи соответственно. Местоположение четырех контрольных точек на кривой Безье рассматривалось в качестве проектных переменных. Затем был применен быстрый и элитарный недоминируемый генетический алгоритм сортировки (NSGA-II) для нахождения максимальной эффективности ребра и скорости теплопередачи как двух целевых функций. Результатами оптимальных конструкций был набор нескольких оптимальных решений, называемых «оптимальными решениями Парето». Максимальные 72 процента для эффективности ребра были найдены при 739 Вт в качестве скорости теплопередачи, в то время как максимальная скорость теплопередачи составила 962,3 Вт с 57-процентной эффективностью.
Кроме того, оптимальные результаты двумерной теплопередачи сравнивались с одномерной, и было обнаружено среднее снижение эффективности ребра и скорости теплопередачи на 14,7 процента, что показывает недостаток одномерного моделирования. Во втором исследовании случая фронт Парето был выведен для скорости теплопередачи и площади поверхности ребра как двух целевых функций. Было отмечено, что результаты оптимальной конфигурации ребра в случае эффективности ребра как целевой функции совпадают с результатами площади поверхности ребра как целевой функции.