基于(火积)耗散率最小的“盘点”脉管网络构形优化

摘要：

以有限温差传热和流动阻力引起的最小(火积)耗散率和(火积)耗散数为优化目标,在圆盘总面积和脉管网络总体积给定的条件下,对圆盘区域内一级、二级和三级脉管网络进行构形优化,得到(火积)耗散率和(火积)耗散数最小的各级脉管网络最优构形.结果表明当参数B1≥10-4时,在相同无量纲质量流率M*(1≤M*≤102)下,(火积)耗散率最小和熵产率最小的一级脉管网络最优构形有明显区别.对于二级脉管网络,当无量纲质量流率在l≤M*≤102范围内时,传热(火积)耗散和流动(火积)耗散大小相当,此时脉管网络最优构形随质量流率变化显著.在相同脉管网络总体积和圆盘半径条件下,相同无量纲质量流率时,一级、二级和三级脉管网络最小(火积)耗散数性能几乎相同;当无量纲泵功率W*＞105(i=l,2,3)时,随着脉管级数的增大,脉管网络最小(火积)耗散数减小,此时增加脉管网络的复杂度有利于提高脉管网络的性能.此外,还以复合(火积)耗散率为优化目标对脉管性能进行优化.优化结果可从传热优化角度为脉管系统设计提供参考.

关键词：构形理论、(火积)耗散率、(火积)耗散数、"盘点"脉管网络、广义热力学优化

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资助基金：国家自然科学基金51176203,51206184;湖北省自然科学基金2012FB06905

在线出版日期：2014-03-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：71-80