基于遗传算法的金属辐射冷板换热性能优化研究

通过对金属辐射冷板传热数学模型的简化,得出影响辐射冷板换热性能的五个重要参数(冷水供回水平均温度、水流速度、管径、板厚、管间距)的数学描述。其次通过编写MATLAB遗传算法的金属辐射冷板目标函数优化代码,经遗传迭代求出辐射冷板换热性能目标函数的最值,及其对应的最优解组合。通过分析可知遗传算法能够有效的搜索到目标函数最优解,由于数学问题的提出是基于金属辐射冷板的基本原理,因此该算法具有一定的推广性,可用于多种形式的辐射冷板设计,能够有效、方便的提高辐射冷板的换热性能。     

波纹流道动力电池冷板的多目标优化设计

相对于直通道冷板,波纹通道冷板在锂离子动力电池的散热中具有更好的综合换热性能。本文将多目标遗传算法与仿真软件直接耦合,通过优化波纹微通道冷板的4个结构参数来降低热阻和压差。结果表明,周期数和振幅的增加使得整个冷板与工质之间的换热面积与扰动程度不断增加,从而提高了换热性能。此外,减少通道宽度可以提高通道中工质的雷诺数,同样有强化传热的作用。为了探究影响冷板性能的关键参数,本研究使用了Spearman相关系数进行表征,对比结果表明通道宽度与冷板性能间的关系最为显著,可为后续应用提供一定的指导。     

膜量子蜂群优化的多目标频谱分配

为了解决认知无线电系统中最大和网络效益和用户间公平性联合最优化的多目标频谱分配难题,基于量子蜂群理论和膜计算,提出了一种新的离散多目标组合优化算法—–膜量子蜂群优化.所提算法在基础膜可以搜索到单个目标的全局最优解,在表层膜获得兼顾网络效益和公平的Pareto前端解.通过膜间的通信规则、量子觅食行为的协同演进和非支配解排序可获得能同时求解单目标和多目标优化问题的多目标优化算法,并与经典的敏感图论着色算法、遗传算法、量子遗传算法和粒子群算法等频谱分配算法在不同的目标函数下进行仿真性能比较.仿真结果表明:在不同网络效益函数下所提的膜量子蜂群频谱分配算法都能够较好地找到单目标最优解,优于经典的频谱分配算法和已有的智能频谱分配算法,还可获得多目标频谱分配的Pareto前端最优解集.     

微通道冷板换热及流阻特性计算与结构优化

设计了一种适用于阵列多芯片冷却的微通道液冷冷板。对冷板进行数值分析,研究矩形截面的高宽比对冷板的换热和流阻特性的影响。选择最优矩形截面高宽比的冷板,并对其进行流道结构优化,改善其流阻性能。结果表明,矩形截面当量直径固定时,摩擦阻力系数f和努塞尔数Nu随着矩形截面高宽比变大而增加;当高宽比在2～4之间时,冷板有较好的换热及流动性能;优化流道截面尺寸、弯角半径和出口流道形式后,冷板表现出良好的低压降传热特性,实现有效散热及满足压降要求。     

基于IAGA的空间测量定位系统测站优化部署

空间测量定位系统是一种基于光电扫描的角度交汇测量系统,由于该系统是在多测站协同作用下实现坐标测量,因此测站的布局优化是应用时面临的重要问题。为了解决该问题,提出了一种基于改进自适应遗传算法的测站优化部署方案。以系统定位精度、覆盖度和使用成本作为多目标优化函数;将进化代数衰减因子与自适应遗传算法相结合,根据多目标函数建立改进自适应遗传算法优化流程;对2~4个测站进行仿真优化分析。仿真结果表明,与传统自适应遗传算法相比,该方法能在10~20代内收敛到最优解并获得更优的目标函数值。因此该方法在空间布局优化设计中能有效提高系统的测量性能。     

超临界CO2布雷登循环热电联供系统多目标优化

本文研究了以超临界CO₂布雷登循环为原动机的热电联供系统,对系统主要运行参数进行了分析,得到运行参数对于系统热力学性能和经济性能的影响规律。同时,以一次能源利用率和单位输出成本作为目标函数,采用多目标遗传算法对系统进行了优化;在优化结果的基础上,通过TOPSIS法决策出最优解,并与单目标最优解进行对比。结果表明,透平进口温度、透平进口压力和压缩机进口温度的增大有利于系统效率的提高;作为代价,成本也相应增加。在热电比0~4范围内,尽可能增大热电比能够最大程度上降低系统的单位输出成本,提高能源的利用率。     

基于改进遗传算法的移动机器人路径规划

针对传统遗传算法存在的搜索效率低、易于陷入局部最优解的问题,提出了一种改进的遗传算法。采用简单的一维编码替代复杂的二维编码,节约了存储空间。在遗传算子的设计中,重新定义了交叉算子和变异算子,避免了陷入局部最优。最后将最短路径和免碰撞相结合作为适应度函数进行遗传优化。实验结果表明,改进的算法能够快速、有效的规划出最优路径。     

基于遗传算法优化光栅辐射特性

光栅是一种应用非常广泛的光学元件。通过优化结构尺寸的方法可以获得同样材料光栅的不同辐射特性。本文以一维微结构金属电介质光栅为例,以8~12μm作为目标波段,通过严格耦合波分析与遗传算法相结合的方法对单组金属电介质光栅和双组金属电介质光栅的结构尺寸和光学常数进行双重优化,找到了硅作为电介质材料时的最优结构尺寸和该结构尺寸下电介质材料的最优光学常数。通过该方法,可以用来调控所有目标波段下的辐射特性,为进一步提高一维微结构光栅辐射特性提供了新的途径。     

辐射冷板性能测试标准对比分析

该文主要介绍了国外现行辐射冷板测试标准:欧洲标准EN 14240和美国标准ASHRAE 138。通过对比分析这两个标准之间的区别,对我国辐射冷板性能测试提供参考和建议。     

线性唯象传热定律下斯特林机多目标优化

本文对斯特林发动机进行了有限时间热力学分析,在线性唯象传热定律的基础上,考虑了热源与工质换热的有限性、回热不完全性以及冷热源间存在的热漏等不可逆因素,继而得到了该模型的效率、功率以及生态学性能函数。考虑到三个优化指标不可能同时达到各自的最优值,故采用多目标遗传算法对其进行三目标同时优化,并用TOPSIS法进行决策并将最终的结果与单目标优化进行了对比。     

基于改进遗传与模拟退火融合的RISP软硬件划分

软硬件划分是可重构指令集处理器在软硬件协同设计中的关键问题,通过对比遗传算法和经典模拟退火算法的优缺点,提出改进遗传算法的适应度函数,同时将Tsallis接受准则引入到经典模拟退火当中。其思路是用遗传算法的结果来制约模拟退火算法产生的随机状态,然后由模拟退火的接受准则以及产生的随机状态函数对遗传算法的种群进行更新,从而找到全局近似最优解。实验结果证明,改进算法与单一遗传算法以及经典模拟退火算法相比,其收敛速度和适应度更好,找到全局近似最优解的概率更大。     

双层结构液冷机箱设计

本文设计了一种可安装32～36个标准模块(ASAAC)模块的液冷机箱,该液冷机箱采用双层式结构。液冷机箱主体结构由上、中、下冷板及左侧冷板组成,各冷板内均设置有冷却液流道,用于机箱的冷却。上、中、下三块冷板之间的流量分配和连接由左侧冷板完成,左侧冷板上装有一进一出快速自密封接头,用于和液冷源的连接。通过实验测试了液冷机箱冷板均匀性、模块最高温度及不同类型模块负载对散热性能的影响。实验表明,该液冷机箱具有换热性能好、可靠性高等优点,可满足实际应用需要。     

基于流动沸腾传热机理的分段式微通道结构优化研究

列车牵引变流器功率模块IGBT的散热问题近年来备受关注.本文以微通道内流动沸腾换热的"M"型曲线峰值点传热强化理论为依据,通过实验研究微通道长度和结构对冷板表面温度的影响,发现短通道能够有效控制通道内蒸汽干度水平,使得微通道冷板内以弹状流或薄膜环状流为主流流型,从而获得较高传热系数.在一定面积的冷板内设置短通道组合的分...     

基于量子遗传算法的认知无线电频谱分配

提出了基于量子遗传算法的认知无线电频谱分配算法,通过仿真比较了本文算法与颜色敏感图论着色频谱分配算法的性能.结果表明基于量子遗传算法的频谱分配算法性能明显优于颜色敏感图论着色算法,它能更好地实现网络效益最大化;当用户数和频带数较少时,量子遗传算法在进化代数很少时就能找到理想最优解,而颜色敏感图论着色算法所得到的解与理想最优解偏差较大. 关键词： 认知无线电 频谱分配 量子遗传算法 图论着色     

泡沫金属换热器开发及性能研究

根据泡沫金属换热器的结构特点和强化换热原理,采用数值模拟的方法,研究了泡沫金属区域内部流动和传热特性。从阻力特性、换热系数、压降损失等方面分析泡沫金属换热器的换热性能。研究发现,改变泡沫金属换热材料的高宽比、空气流速和孔隙率,都能改变换热器的换热性能。结果表明,泡沫金属可以提高换热器的换热效率,但是压力损失很大,改变孔隙率和泡沫金属结构能够调节其压力损失,提高换热器的综合换热性能。     

金属蜂窝结构的稳态热性能

采用MCM、FVM方法数值模拟金属热防护系统蜂窝内辐射导热耦合换热,研究了一正六角形蜂窝的稳态热性能及其影响因素,定量分析了各种热量传递机制的作用.结果表明,金属蜂窝表面辐射换热和侧壁导热是主要热量传递方式,对所研究的蜂窝结构,在750 K以上蜂窝内表面辐射换热成为热量主要传递方式.     

线性菲涅尔聚光集热系统光学综合性能的多目标优化研究

本文基于MATLAB多目标遗传算法与蒙特卡罗光线追迹方法提出了一种线性菲涅尔聚光集热系统光学综合性能的多目标优化计算方法。在模型验证基础上,结合计算时间缩减技术和名义年效率概念,以名义年效率和热流不均匀度为目标函数,对线性菲涅尔聚光集热系统主镜场、二次聚光器以及吸热器的关键几何结构参数进行了多目标优化研究,获得了不同地理纬度位置与镜场跟踪模式下的系统光学综合性能Pareto最优解集。针对所得到不同情形下Pareto最优解集,采用逼近理想点排序法筛选推荐了相应的线性菲涅尔聚光集热系统几何结构参数最优组合,可为此一类系统的建造选址、运行策略、结构选型和参数优化提供工程指导或技术参考。     

散射相函数对一维介质内辐射传递的影响规律

采用有限体积法研究了一维线性各向异性散射介质内散射相函数对辐射传递的影响规律.经与理论解、辐射元法、蒙特卡洛法计算结果比较表明,有限体积法的计算结果更可靠,且不同散射相函数的辐射换热系统中,其无因次热流之比与光学厚度之间存在某种单调变化的函数关系,利用该函数关系可以检验模型的准确度.     

ORC换热设备结构与操作参数多目标同步优化

随着全球性的能源紧缺和环境问题日益严重,通过充分利用可再生能源和工业余热资源,从而提高能源利用效率是缓解能源和环境问题的重要方式。有机朗肯循环(ORC)是最有应用前景的低品位热能发电技术之一。本文针对ORC系统建立了结构参数和系统操作参数同步优化的换热设备多目标优化模型,采用R245fa为工质和板式换热器,以效率最大和比投资成本最小为目标函数。首先分析了单个变量(蒸发压力、冷凝压力、过热度、蒸发器板间距、冷凝器板间距)对系统性能的影响,然后选取了系统的运行参数(蒸发压蒸发压力、冷凝压力、过热度)和换热器的结构参数(蒸发器和冷凝器的板长、板宽、板间距)九个参数为决策变量,利用遗传算法进行ORC换热设备结构与操作参数多目标同步优化,获得多目标优化的Pareto最优前沿及对应的最优系统运行参数和最佳换热器结构参数组合。     

铜泡沫冲击射流换热及流动可视化研究

本文实验研究了圆管冲击射流下通孔金属泡沫的流动换热特性,测量了10 PPI和30 PPI铜泡沫的平均努塞尔数Nu_(avg),同时采用烟线法得到冲击射流下铜泡沫的流场可视化图像。结果表明:在较高雷诺数下,存在最优冲击距离使铜泡沫的换热性能最优;在低雷诺数下,通孔铜泡沫的换热性能受冲击距离的影响较小。孔密度为10 PPI的铜泡沫较30 PPI铜泡沫的换热性能提高了约30%。通过流动可视化解释了铜泡沫的换热性能随冲击距离和PPI变化现象。