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真空科学与技术学报2025年第05期:基于伴随优化和正交实验的蒸汽喷射器结构优化

来源:期刊VIP网 时间:


作者:方凯跃;毛维斌;操正清;张新晨;杨雪龙;

单位:中国计量大学计量测试与仪器学院;

摘要:作为蒸汽喷射器制冷系统(ERS)中的核心组件,蒸汽喷射器的性能对整体系统的运行效果具有重要影响,其性能的优劣直接决定了制冷效率。将伴随方法应用于喷射器领域,建立了可视化方案对喷射器进行敏感性分析,筛选出关键结构参数;通过单因素分析方法确定关键结构参数的水平范围,建立L_9(3~4)正交表,得出最优结构参数组合;对最优结构参数组合的主喷嘴结构采用伴随优化方法进一步优化。研究表明:伴随方法能够在复杂的几何结构中快速识别出影响性能的关键区域;正交实验得到的最优结构参数组合使喷射系数(ER)值提升7.6%,伴随优化方法使ER值再次提高26.7%;主喷嘴收缩段采用分段式外凸曲线能够使流体在喷嘴区域实现更平滑的流体加速过程,减缓了能量损失,将显著提高喷射器的性能。

关键词:喷射器;;伴随优化;;正交实验;;喷嘴;;计算流体力学

基金资助:浙江省自然科学基金项目(LQ24E090003)