12698

12698

بهينه سازي، مدلسازي و ساخت پره ميكرو توربين آبي اگنيو

كارشناسي ارشد

مكانيك - تبديل انرژي

اسفند ماه 1392

اسفند ماه 1392

پروفسور محمدحسن شجاعي فرد

چكيده يك ميكروتوربين آبي اگنيو از اجزايي چون لوله مكش، پره، هاب، پوسته، لوله¬ي خم ورودي ساخته شده است كه هركدام نقشي برجسته در عملكرد توربين دارند. در اين تحقيق با بهينه كردن پروفيل پره ميكرو توربين مورد نظر سعي در بهبود عملكرد كلي توربين مي¬باشد. براي انجام اين كار ابتدا با توجه به مقطع ريشه پره چند پارامتر از جمله طول كورد، ضخامت، بيشينه كمبر و محل بيشينه كمبر بررسي گرديد و با تعيين پارامترهاي نهايي و محدوده هر پارامتر بهينه¬سازي پروفيل پره بر مبناي مقطع وسط پره صورت گرفت. با استفاده از يك طراحي آزمايش مناسب و تحليل¬هاي ديناميك سيالات محاسباتي و به كمك شبكه عصبي مصنوعي به عنوان مدل جايگزين، شبكه¬هايي براي توابع هدف ايجاد شد. سپس با معرفي اين شبكه¬هاي بدست آمده به الگوريتم ژنتيك كه از نوع NSGA II مي¬باشد، فرايند بهينه¬سازي انجام گرفت. الگوريتم بهينه¬ساز مجموعه¬اي از جواب¬هاي بهينه را بصورت يك جبهه بنام جبهه پارتو گزارش مي¬دهد. براي تعيين پروفيل مناسب، اين مجموعه جواب بهينه تحليل مي¬گردد. با انتخاب پروفيل مناسب براي مقطع وسط پره و گسترش آن به مقاطع ريشه¬ و نوك پره، يك پره¬ي سه بعدي و بهينه بدست آمد؛ سپس به كمك تحليل ديناميك سيالات محاسباتي براي اين پره¬ي جديد نشان داده شد كه پره با اين پروفيل عملكرد مناسبي دارد و در ادامه با ساخت مدل نهايي، اين پره جديد روي توربين آبي اگنيو تست گرديد. همانگونه كه از داده¬هاي تحليلي انتظار مي¬رفت، توان خروجي و بازدهي بدست آمده از نتايج تجربي افزايش قابل قبولي داشتند. واژه‌هاي كليدي: بهينه¬سازي، الگوريتم ژنتيك، شبكه عصبي، CFD،مدل جايگزين، ميكروتوربين