基于MATLAB与COMSOL联合仿真的梯形迷宫滴头流道优化

发布时间：2023-04-17 05:15

　　传统的滴灌灌水器流道优化设计方法是通过正交试验设计,进行有限元分析,并配合试验验证,试验过程强度大、造价高。该研究将群智能优化算法与有限元分析相结合,联合MATLAB与COMSOL仿真软件对滴灌灌水器流道参数优化设计。首先,通过MATLAB读取梯形迷宫流道灌水器在COMSOL软件中的仿真计算结果后,传递给遗传算法,并以流态指数为优化目标,流道齿参差值、齿高、单元数、流道转角、齿间距为设计变量,求解出常压(100 kPa工作压力)下的灌水器流道参数。利用SPSS软件回归分析法,建立了5个变量与流态指数之间的多元线性回归数学模型。分析结果表明,5个变量对流态指数影响程度排序为齿参差值、齿高、单元数、流道转角、齿间距。进一步分析灌水器流道内水力特性可知,滴头流道内低流速区域流速达到0.1～1.2 m/s,过流面积占流道截面的75.1%,有堵塞风险,高流速区域流速达到2.8～3.8m/s,中流速区域流速达到1.5～2.5m/s,流道内压力沿流道长度呈线性变化。实物样机测试结果表明,滴头流量模拟计算值与实测值之间的平均误差为6.1%,优化结果精度高,可为梯形迷宫流道灌水器流道参数优化设计提供参考...

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【文章目录】：
0 引言
1 研究方法
    1.1 滴灌灌水器流道数学模型
        1.1.1 设计变量
        1.1.2 目标函数
        1.1.3 边界条件
    1.2 遗传算法原理
    1.3 COMSOL与MATLAB联合仿真在滴灌灌水器流道优化中应用
    1.4 线性回归分析原理
    1.5 数值模拟
    1.6 试验方法
2 结果与讨论
    2.1 优化结果与验证
    2.2 滴头流道流速
    2.3 滴头流道压力
    2.4 流道结构参数对滴头水力性能的影响
3 结论



本文编号：3792647