阵列射流空间填充水滴形Kagome桁架的靶面冷却性能多目标优化

摘要：

近年来随着4D打印技术的兴起,力学性能优异的Kagome桁架结构作为新型的扰流单元逐步应用于高换热设备.针对火焰筒中的阵列射流结构,在其射流空间置入水滴形Kagome桁架结构,通过试验验证数值模拟方法;采用数值模拟计算方法,研究了结构参数对靶面换热特性的影响;基于计算数据,拟合了靶面努塞尔数和压损的关联式,并计算出在该结构参数范围下的最优结构.结果表明,拟合二阶响应面模型准确,预测误差小于1.70％.桁架单元结构参数d和α对平均努塞尔数Nuave 的影响比较显著,d、α、β2和α*β对压损系数Cp的影响比较显著.在最优结构参数d=1.000 mm,α=45.001°,β=46.623°的情况下,Nuave、Cp和综合影响因子F的优化结果与模拟结果误差分别为1.24％、0.18％和1.20％.优化件相比于试验件Cp减少了 0.93％,Nu增加了 12.78％,F增加了 13.13％.

关键词：阵列射流、冷却性能、桁架、靶面、多目标优化

所属期刊栏目：66

分类号：TP391;TK124;O212.6

资助基金：国家自然科学基金;陕西省自然科学基础研究计划青年项目;中国博士后科学基金

在线出版日期：2023-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：22-32