Это исследование направлено на решение проблем хаоса воздушного потока и низкой производительности в вентилируемой коробке, вызванной необоснованным распределением воздушного потока через конструкцию внутренней конструкции вентилируемой коробки при условии постоянного потребления энергии. Был разработан эффективный и экономичный метод оптимизации, учитывающий производительность вентилируемого ящика, и его можно легко использовать для продления времени хранения свежих продуктов. Целью данного исследования является проектирование и оптимизация высокоэффективной вентилируемой коробки, содержащей массивы труб с зигзагообразными отверстиями.
Есть два воздухозаборника одинакового размера, установленные параллельно на левой и правой сторонах вентилируемой коробки, а выпускное отверстие было установлено на верхней стороне вентилируемой коробки. Эталонная модель имеет 10 труб. Две средние трубы имеют соответственно 10 отверстий, которые расположены в шахматном порядке поперек труб.
Количество отверстий от средней до наружной трубы увеличивается на два за раз. Учитывая массивы труб, трехмерная нижняя половина и верхняя половина моделей вентилируемых коробок устанавливаются с помощью трехмерного программного обеспечения и сохранения их в виде файлов XT. Запустите программное обеспечение для моделирования и перетащите компонент сетки из компонентных систем в окно схемы проекта.
Назовите его нижним. Щелкните правой кнопкой мыши геометрию и выберите «Обзор», чтобы импортировать нижний файл XT. Щелкните правой кнопкой мыши геометрию и выберите новую геометрию конструктора, чтобы войти в окно конструктора макетов сетки.
Нажмите кнопку «Создать», чтобы отобразить нижнюю модель. Щелкните правой кнопкой мыши верхнюю поверхность и щелкните именованный выбор, чтобы переименовать его в Vented Box Upper. Выберите корпуса фильтра выбора.
Щелкните правой кнопкой мыши нижнюю модель, чтобы выбрать именованный выбор и переименовать его в нижнюю. Выберите грани фильтра выделения и переключите режим выбора на поле выбора. Выделите все внутренние поверхности и щелкните правой кнопкой мыши, чтобы выбрать именованный фрагмент и переименовать его в внешние внутренние поверхности, определенные как интерфейсы сетки позже.
Вернитесь в начальное окно. Дважды щелкните нижнюю сетку. Войдите в окно сетки.
Измените физические предпочтения с механических на CFD. Щелкните обновление, чтобы создать модель сетки. Вернитесь в начальное окно.
Перетащите компонент сетки из систем компонентов в окно схемы проекта. Назовите его верхним. Щелкните правой кнопкой мыши геометрию и выберите «Обзор», чтобы импортировать верхний файл XT.
Щелкните правой кнопкой мыши геометрию и выберите новую геометрию конструктора, чтобы войти в окно конструктора макетов сетки. Нажмите кнопку «Создать», чтобы отобразить верхнюю модель. Щелкните правой кнопкой мыши нижнюю поверхность и щелкните именованный выбор, чтобы переименовать его в вентилируемый блок ниже.
Выберите корпуса фильтра выбора. Щелкните правой кнопкой мыши верхнюю модель, чтобы выбрать именованный выбор и переименовать его в верхний. Выберите грани фильтра выделения.
Щелкните правой кнопкой мыши верхнюю поверхность и щелкните именованный выбор, чтобы переименовать его в розетку. Вернитесь в начальное окно. Дважды щелкните сетку сверху.
Войдите в окно сетки. Измените физические предпочтения с механических на CFD. Щелкните сетку правой кнопкой мыши, чтобы выбрать размер во вставке.
Выберите корпуса фильтра выбора. Выберите топовую модель и топ-18 по размеру элемента. Нажмите кнопку Обновить.
Вернитесь в начальное окно. Перетащите компонент сетки из систем компонентов в окно схемы проекта. Назовите его трубой.
Импортируйте XT-файл трубы, щелкнув геометрию. Войдите в окно моделлера проектирования сетки. Модель трубы снова отобразится при нажатии кнопки «Создать».
Выберите две торцевые поверхности трубы и обозначьте их как первый вход и второй вход. Труба по выбору тела маркируется как труба. Все внутренние поверхности при выборе поля помечаются как внутренние поверхности, определяемые как сетчатые интерфейсы позже.
Вернитесь в начальное окно. Дважды щелкните сетку трубы. Войдите в окно сетки.
Измените физические предпочтения с механических на CFD. Модель сетки можно создать, нажав кнопку «Обновить». Вернитесь в начальное окно.
Перетащите компонент моделирования в окно схемы проекта. Свяжите три компонента сетки с компонентом моделирования и обновите, чтобы войти. Проверьте качество модели сетки.
Проверьте, не имеет ли сетка отрицательный объем. Выберите устойчивый, коэффициент релаксации, остаточный фактор и фактор временной шкалы. Выберите значения по умолчанию.
Войдите в интерфейс настройки вязкой модели, чтобы выбрать модель K-epsilon. Установите воздушный материал. Измените тип клеточной зоны на жидкую.
Преобразуйте тип вентилируемой коробки в верхнюю, вентилируемую коробку в нижнюю, внутренние поверхности во внешние и внутренние поверхности из стены по умолчанию в интерфейс. Откройте интерфейсы сетки и войдите в окно создания/редактирования интерфейсов сетки. Сопоставьте внутренние поверхности с внутренними поверхностями внутренними.
Сопоставьте вентилируемую коробку сверху с вентилируемой коробкой внизу. Наконец, два сетчатых интерфейса создаются между вентилируемой коробкой и именованными интерфейсами один и интерфейс два, соответственно. Установите скорость воздушного потока всех впускных отверстий равной 8.9525 метра в секунду в окне впуска скорости.
Установите манометрическое давление на выходе равным нулю в окне выпускного отверстия давления. Перед инициализацией задайте стиль инициализации решения как стандартную инициализацию. Установите количество итераций равным 2000.
Нажмите кнопку «Вычислить», чтобы начать моделирование, и возвращайтесь в начальное окно до окончания моделирования. Нажмите на результаты. Войдите в окно публикации CFD.
Щелкните значок обтекаемости на панели инструментов. Выберите розетку в начале и назад в направлении. Нажмите «Применить», чтобы создать внутреннюю блок-схему вентилируемой коробки.
Щелкните плоскость в нужном месте. Выберите плоскость ZX в методе и введите значение 0.6. Нажмите «Применить», чтобы создать плоскость на расстоянии 0,6 метра от поверхности дна.
Щелкните значок контура на панели инструментов. Выберите первый самолет в локациях. Выберите скорость в переменной.
Выберите локальный в диапазоне. Нажмите кнопку «Применить», чтобы создать контур скорости. Экспортируйте данные о расходе для самолета, сгенерированного выше.
Получите стандартное отклонение расхода в Excel. Запустите программное обеспечение для статистического анализа. Щелкните данные и нажмите «Создать» в ортогональном дизайне.
Введите номер трубы в имя фактора и A в метку фактора. Нажмите кнопку «Добавить» и определите значения, чтобы установить четыре уровня для количества труб. Нажмите кнопку «Продолжить» и вернитесь в окно создания ортогонального конструктора.
Введите номер отверстия в название фактора и B в метку фактора. Нажмите кнопку «Добавить» и определите значения, чтобы установить четыре уровня для количества отверстий. Нажмите кнопку «Продолжить» и вернитесь в окно создания ортогонального конструктора.
Введите интегральное число в название фактора и C в метку фактора. Нажмите кнопку Добавить и определите значения, чтобы задать четыре уровня для количества приращений. Нажмите «Продолжить» и создайте новый файл данных, чтобы создать 16 образцов массива.
Щелкните представление переменных, чтобы выбрать номинал в мере и входные данные в роли. Переименуйте его в стандартное отклонение, умноженное на 100 000. Повторите шаги с 1.1 по 2.5 с примерными точками, указанными выше.
Полученные 16 стандартных отклонений, умноженные на 100 000, заполняются в список образцов для последующей оптимизации. Нажмите «Анализировать» и выберите «Одномерный» в общей линейной модели. Стандартное отклонение заполнения, умноженное на 100 000, в зависимую переменную и количество заливных труб, количество отверстий, кумулятивное число в фиксированные коэффициенты.
Щелкните Условия модели и сборки. Измените взаимодействие на основные эффекты. Заполните A, B, C в модели.
Нажмите «Продолжить» и вернитесь в одномерное окно. Нажмите EM означает и заполните A, B, C в отображаемых средствах для. Нажмите «Продолжить» и вернитесь в одномерное окно.
Нажмите «ОК» и получите результат оптимизации. Минимальное значение столбца среднего значения в таблице соответствует оптимальной переменной. Дважды щелкните по таблице.
Войдите в окно сводной таблицы. Нажмите «Изменить» и щелкните полосу в «Создать график», чтобы создать гистограмму. Как показано на рисунках четыре и пять, обтекаемость более поздней вентилируемой коробки еще более беспорядочна, чем у первой, из-за внутренней структуры вентилируемой коробки.
Как показано на рисунке шесть и рисунке семь, скорость потока внутри вентилируемой коробки, которая является одной из моделей, используемых для анализа чувствительности, более неравномерна. Чтобы более интуитивно понять распределение линий обтекаемости внутри вентилируемой коробки, стандартное отклонение рассчитывается по этой формуле. В первой таблице показано стандартное отклонение расхода для 10 групп вентилируемой коробки, используемой для анализа чувствительности.
Большое стандартное отклонение представляет собой большую разницу между большинством скоростей потока и их средним расходом. Таким образом, можно видеть, что изменение внутренней структуры вентилируемой коробки может изменить ее внутренний поток и сделать обтекаемость более разумной. При проектировании ортогонального эксперимента в этой статье есть три проектные переменные.
Каждая из этих трех переменных имеет четыре уровня. Как показано в таблице, ортогональным экспериментальным дизайном было получено 16 групп точек экспериментального дизайна. Рассчитываются стандартные отклонения.
В конце концов, метод анализа диапазонов используется в качестве метода оптимизации для нахождения оптимального сочетания параметров структуры. На восьмом рисунке показан результат оптимизации для структурного параметра о количестве труб. Из этого мы видим, что минимальное значение получается при количестве труб 14.
На девятом рисунке показан результат оптимизации параметра конструкции о количестве отверстий в средних трубах. Из этого мы видим, что минимальное значение получается при количестве отверстий в средних трубах 14. На рисунке 10 показан результат оптимизации для структурного параметра о количестве каждого приращения от внутренней к внешней трубе.
Из этого мы видим, что минимальное значение получается, когда число каждого приращения от внутренней к внешней трубе равно четырем. Приведенный выше анализ показывает, что оптимальной комбинацией является труба No 14, скважина No 14, кумулятивная No четыре. Для подтверждения точности был проанализирован оптимальный случай.
На рисунках четыре и 11 показана оптимизация эталонной модели по сравнению с оптимизированной моделью. На рисунках шесть и 12 показано распределение скоростей потока внутри эталонной модели по сравнению с оптимизированной моделью. В третьей таблице показано сравнение между оптимизационной моделью и эталонной моделью.
Видно, что стандартное отклонение, рассчитанное оптимизированной моделью, ниже по сравнению со стандартным отклонением эталонной модели. В четвертой таблице показано увеличение числа отверстий с четырех до шести с незначительным изменением стандартного отклонения. В этой работе внутренняя среда вентилируемой коробки улучшается за счет оптимизации ее структуры, а качество ее внутренней среды измеряется стандартным отклонением.
Чем меньше стандартное отклонение, тем разумнее воздушный поток внутри вентилируемой коробки, что свидетельствует о том, что метод оптимизации, принятый в данной работе, эффективен и осуществим.
