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利用流固耦合分析的板翅式换热器锯齿型翅片多目标优化
【作者】 文键 [1] 李科 [1] 刘育策 [1] 吴孟琛 [1] 王斯民 [2] 厉彦忠 [1]
【关键词】 板翅式换热器 锯齿型翅片 应力分析 响应平面 多目标遗传算法
【摘要】采用数值模拟方法,从流固耦合的角度,对板翅式换热器常用的锯齿型翅片进行了流动、换热和承压能力等综合性能的分析及结构优化.通过分析基于多组参数点计算结果生成的Full 2nd-Order Polynomial响应平面,研究了翅高、翅厚、翅距、节距对翅片流动、换热及应力分布的影响.在此基础上,结合响应面和多目标遗传算法,选取j因子、f因子和最大应力作为目标函数,对锯齿型翅片进行多目标优化,提出了3种优化翅片结构,并将初始结构与优化结构进行了对比.结果表明:最大应力位于第1排翅片直角边和隔板相连的部位,翅片节距对换热影响最大,翅厚对流动阻力影响最大,而翅片间距和翅厚对应力影响最大;优化结构3相对于常用结构的热性能因子增加了10.62％,最大应力减少了7.9％.研究结果为板翅式换热器锯齿型翅片的优化设计提供了理论指导.
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