圆周排列气流喷嘴组参数优化研究

发布时间：2023-06-18 04:49

　　近年来,纳米纤维的制备和性能研究成为众多研究者的研究对象。而离心纺丝方法由于其设备简单、无高压、无污染、产量高等特点而备受关注。离心纺丝的原理是聚合物溶液或熔体在高速旋转的装置中,受到离心力的作用,从喷丝孔中挤出并拉伸成纤维的。它是一种具有工业化应用前景的微纳米纤维制备方法。本课题组基于熔喷非织造理论,提出了气流辅助离心纺丝方法,除离心力外对聚合物丝条再添加气流力,以达到进一步细化纤维的目的。本文对面向气流辅助离心纺丝的圆周排列喷嘴组气体流场进行数值模拟,并通过试验验证模拟结果的合理性;采用正交回归和遗传算法-支持向量机方法对喷嘴组参数进行了优化。本文主要包括以下内容:(1)建立了圆周排列圆形喷嘴组气体流场模型,对气体流场进行了数值模拟,探究了旋转速度对气体速度分布的影响,发现旋转速度增大对气体速度分布的影响较大。使用IFA300型热线风速仪对圆周排列圆形喷嘴组气体流场的速度进行了测量,模拟结果与测量结果吻合较好,证明采用计算流体力学方法研究气流辅助离心纺丝气体流场是可行的。(2)建立了圆周排列环形喷嘴组气体流场模型,对气体流场进行了数值模拟。模拟结果显示,除旋转速度外,喷嘴倾角和喷嘴...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 离心纺丝国内外研究现状
    1.2 支持向量机在纺织领域的应用状况
    1.3 本文的研究意义及研究内容
第二章 圆形喷嘴组气体流场模拟与测量
    2.1 气体流场模型
        2.1.1 气体流场控制方程
        2.1.2 流场区域和边界条件
        2.1.3 计算参数设置
    2.2 气体流场数值模拟
    2.3 气体流场试验测量
        2.3.1 热线风速仪校准
        2.3.2 气体流场测量结果
    2.5 本章小结
第三章 基于正交回归设计的环形喷嘴组参数优化
    3.1 环形喷嘴组气体流场数值模拟
        3.1.1 流场区域
        3.1.2 网格划分和边界条件
        3.1.3 模拟结果
    3.2 环形喷嘴组正交回归设计
        3.2.1 正交回归设计方案
        3.2.2 正交回归设计结果
    3.3 基于正交回归设计的喷嘴组参数优化
        3.3.1 优化模型及结果
        3.3.2 基于最优参数的气体流场模拟
    3.4 本章小结
第四章 基于遗传算法-支持向量回归的环形喷嘴组优化
    4.1 支持向量机理论基础
        4.1.1 支持向量机原理
        4.1.2 核函数
    4.2 环形喷嘴组参数优化的支持向量回归模型
        4.2.1 数据准备
        4.2.2 核函数选择
        4.2.3 惩罚参数调优
    4.3 环形喷嘴组参数优化的遗传算法-支持向量回归模型
        4.3.1 遗传算法实数编码和适应度函数的选取
        4.3.2 遗传算法算子设计
        4.3.3 遗传算法-支持向量回归模型
        4.3.4 GA-SVR模型与岭回归预测能力比较
    4.4 基于遗传算法-支持向量回归模型的喷嘴组参数优化
        4.4.1 优化结果
        4.4.2 基于最优参数的气体流场模拟
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 取得的成果
    5.2 不足与展望
参考文献
攻读学位期间公开发表的论文
致谢



本文编号：3834814