申请/专利权人：武汉科技大学

申请日：2021-06-22

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN113591365B

主分类号：G06F30/27

分类号：G06F30/27;G06F111/10;G06F119/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2021.11.19#实质审查的生效;2021.11.02#公开

摘要：本发明公开一种自激振荡换热管的多目标优化方法，包括，确定自激振荡换热管的设计变量和目标函数；通过中心复合设计得到初始样本点；对样本点进行数值模拟；根据目标响应值构建RSM模型；对RSM模型进行方差分析和交叉验证；利用NSGA‑II算法进行多目标优化得到Pareto前沿解；通过TOPSIS排序法得到折衷解；对优化结构进行CFD验证。本发明的有益效果是，提出的多目标优化方法具有耗时短，精度高等优点；同时，还可以用于指导其他类型的换热器多目标优化设计。

主权项：1.一种自激振荡换热管的多目标优化方法，其特征在于，包括以下步骤：1确定自激振荡换热管的设计变量和目标函数；2通过中心复合设计得到初始样本点；3对样本点进行数值模拟得到目标响应值；4根据目标响应值构建RSM模型；5对RSM模型进行方差分析和交叉验证；6利用NSGA-II算法进行多目标优化；7通过TOPSIS排序法得到折衷解；8对优化结果进行CFD验证；所述步骤1，选取自激振荡腔室的关键结构参数，确定自激振荡换热管设计变量，记为x＝{x1,x2,x3}；其中，x1表示自激振荡换热管出入口直径比d2d1，x2表示腔室碰撞壁夹角α，x3表示腔室长径比LTDT；根据自激振荡腔室的结构限制，确定各个设计变量的取值范围；目标函数为努塞尔数Nu和摩擦系数f，分别表示换热管的传热和压降；所述步骤4，根据努塞尔数和摩擦系数的响应值构建目标函数和设计变量之间的RSM模型，为了反映目标函数与设计变量之间的非线性关系，综合考虑到线性项，平方项和相互作用项，采用二阶多项式函数作为RSM模型，表述为：其中，y为各响应目标函数，c0为常数，ci、cii分别为模型的线性项、二次项系数，cij为模型的混合项系数，ε为近似值和实际值之间的残差；所述步骤6中的NSGA-II算法采用以下步骤获得：Step1：随机生成初始种群Pt，规模大小为N，设置算法进化代数为t，通过遗传算法的选择、交叉和变异操作生成第一代子代种群Qt；Step2：从第二代开始，将子代种群和父代种群合并，对总体种群进行快速非支配排序并且计算每个个体的拥挤度距离，根据排序等级和拥挤度大小筛选出优秀的个体形成新的父代种群Pt+1；Step3：通过遗传算法的选择、交叉和变异操作生成下一代子代种群Qt+1；Step4：判断是否达到最大进化代数，若满足，则停止算法；否则，t＝t+1，跳转至Step2。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 武汉科技大学 一种自激振荡换热管多目标优化方法

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