基于BP神经网络和模拟退火算法的射雾器参数优化

发布时间：2021-02-09 04:20

　　环境是人们赖以生存和社会经济可持续发展的客观条件和空间,随着近现代工业的快速发展,环境污染也日益加剧,而在环境污染中,大气污染又是环境污染中危害范围最广,影响程度最大的一种,改善大气质量已经成为目前研究的热点,其中射雾器已经广泛应用在降尘、抑尘的场所,轴流风机与喷嘴作为射雾器的核心部件,很大程度上影响着射雾器的性能,因此对风机与喷嘴参数进行合理优化,对提升射雾器性能至关重要。通过实际测绘构建射雾器轴流风机三维模型,利用CFD仿真技术对射雾器性能进行分析,利用单一变量法分析叶片个数、导流叶个数、喷嘴个数、喷嘴角度、雾滴颗粒直径对射雾器性能的影响,确定各参数最优取值范围,为后续建立多目标数据库奠定基础。在各参数取值范围内,选取适当值建立正交实验表为BP神经网络提供数据样本,确定网络输入输出层的神经元个数、隐含层层数和隐含层神经元个数以及学习速率和传递函数,建立合理的BP神经网络,并对网络的拟合程度进行测试。同时为了提高模拟精度,采用BP神经网络与模拟退火算法协同优化的方式,利用模拟退火算法对系统进行全局寻优,获取射雾器最佳性能及对应参数组合,最后对优化组合进行仿真验证,分析与原始射雾器在性... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

风送式射雾器示意图

第1章绪论-3-1-流线罩2-集流器3-叶轮4-导流叶5-外风筒图1-3单级轴流式通风机结构示意图轴流式风机的叶轮形状与离心风机不同，不是扁平的圆盘，而是一个圆柱体。其叶片有螺旋桨形、机翼形等。轴流式风机的叶片可以固定位置，也可以围绕其纵轴进行旋转，叶片与气流的角度或者叶片间距可以不可调或可调。改变叶片角度或间距是轴流式风机的主要优势之一[5]，调节叶片安装角，就可以改变风机的流量和风压，缩小叶片间距能产生较低的流量，而增加间距则能产生较高的流量。大型风机进气口上还常常装置导流叶片(称为前导叶)，出气口上装置整流叶片(称为后导叶)，以消除气流增压后产生的旋转运动，提高风机的效率。部分轴流式风机还在后导叶之后设置扩压管(流线型尾罩)，这样更有助于气流的扩散，进而使气流中的一部分动压转变为静压，减少流动损失。轴流风机的工作原理是电动机或马达带动叶轮做高速旋转运动，气流受到叶轮上叶片的推挤而使气体的能量升高，迫使自集流器吸入风机的气体产生回转上升运动，从而使气体的压强及流速迅速增强，增速增压后的气体通过外风筒经固定在机壳上的导流叶作用，使得气体的旋转运动变为轴向运动，把旋转的动能变为压能而从出风筒流出。叶片可以固定位置，也可以围绕其纵轴旋转，叶片与气流的角度或者叶片间距可以不可调或可调，改变叶片角度或间距是轴流式风机的主要优势之一。1.3射雾器国内外研究现状目前国内外学者对于射雾器的主要研究工作主要集中在轴流风机的优化上，包

第2章射雾器三维模型及数值计算-9-c)叶轮d)导流叶和外风筒图2-1轴流风机主要部件三维模型1-马达支架2-集流器3-叶轮4-导流叶5-外风筒图2-2轴流风机三维模型根据实物数据利用Solidworks软件建立出轴流风机的三维模型，如图2-1和图2-2所示。建立好模型之后，寻找轴流风机的计算域模型，计算域分为内流计算域和外流计算域，内流计算域的获取即在原有轴流风机三维模型基础上，另绘制各个部分的风机外轮廓实体模型，然后运用Solidworks软件进行布尔减运算，所得模型即为内流计算域。其中叶轮部分，因为结构较为复杂，舍弃部分不必要的细小零件，直接在ICEM中进行网格的简化绘制。为了使得风机外侧大气压更加接近真实情况，在Solidworks软件中绘制一个长120m直径为60m的足够大圆柱体，作为轴流风机的外流计算域。然后将计算域模型，导出为x_t文件，为后续数值模拟网格划分做准备。2.2轴流风机关键参数的计算2.2.1喷嘴水流速度以及孔口流量的计算对于稳定工作的射流喷嘴，可以认为出流口满足连续性。可将这种射流形式整


本文编号：3025041