بازسازی همزمان خواص تابشی و هدایتی متغیر با دمای نانو عایق حرارتی بین دو صفحه تخت با استفاده از الگوریتم بهینه سازی کوچ پرندگان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی دانشگاه سیستان و بلوچستان، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، گروه مهندسی مکانیک

2 گروه مهندسی مکانیک،دانشگاه سیستان و بلوچستان،دانشکده مهندسی شهید نیکبخت

3 شهید باهنر کرمان*مهندسی مکانیک

4 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

چکیده

در این مقاله یک الگوریتم بهینه سازی جهت بازسازی همزمان خواص تابشی و هدایتی در عایق های حرارتی یکپارچه، ساخته شده از نانو مواد بین دو صفحه تخت ارائه شده است. مسئله تابش با استفاده از روش جهت های مجزا تصحیح شده فرمول بندی می شود. مسئله هدایت و تابش با استفاده از روش حجم های محدود به صورت عددی حل می گردند. مسئله معکوس با استفاده از الگوریتم کوچ پرندگان حل می گردد. به منظور بررسی توانایی روش و توابع هدف پیشنهاد شده جهت بهینه سازی، ابتدا یک مسئله ساده مطرح و حل می‌شود. سپس الگوریتم چند مرحله‌ای، با توابع هدف جدید به‌منظور بازسازی خواص تابشی و هدایتی یک عایق حرارتی ساخته شده از نانو مواد به کار گرفته می‌شود. در حالت اول، ضریب جذب ثابت با استفاده از شدت های تابش خروجی مرزها در مرحله اول و پارامتر ثابت هدایت-تابش با استفاده از شار حرارتی کل مرزها در مرحله دوم بازسازی می شوند. در حالت دوم توانایی الگوریتم چند مرحله‌ای پیشنهادی با توابع هدف ترکیبی و جدید برای بازسازی پارامترهای تابشی و هدایتی متغیر با دما آزمایش می شود. در این آزمایش عددی از یک عایق حرارتی یکپارچه از نانو مواد به ضخامت 1 سانتی متر استفاده می شود. ارائه الگوریتم پیشنهادی و توابع هدف جدید بخصوص به بازسازی عدد پلانک به عنوان پارامتر هدایت- تابش کمک کرده و از حساسیت آن به خطای اندازه گیری کاسته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Simultaneously reconstruction of radiation and conduction temperature- dependent properties of nanomaterial thermal insulators between Two Flat Plates using of the particle swarm optimization algorithm

نویسندگان [English]

  • samira payan 1
  • mehdi pakdaman 2
  • Seyed Masoud Hoseini Sarvari 3
  • sohila mohammadpour 4
1 Department of mechanical engineering, University of Sistan and Baluchestan, Iran
2 department of mechanical engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
3 Shahid Bahonar University of Kerman
4 department of mechanical engineering, university of sistan and baluchestan, iran
چکیده [English]

In this paper, an optimization algorithm is proposed to simultaneously reconstruct radiation and conduction properties for thermal insulators constructed from Nanomaterial between two flat plates. The radiation problem is modeled using modified discrete ordinates method. The conduction and radiation problems are solved using the finite volume method. The inverse problem is solved using the particle swarm optimization problem. The various cases have been solved in this paper. Firstly a simple problem designs and solves. Next, a multi-stage algorithm with new objective functions is used for reconstruction of dependent-temperature properties of a nanomaterial. In the first case, constant absorption coefficient is reconstructed using the radiation intensity of boundaries, in the first stage and constant conduction-radiation parameter is reconstructed using the surface total heat flux in second stage. In the second section, the competency of the proposed multi-stage algorithm for the radiation and conduction temperature-dependent parameters is tested. In the numerical test a thermal insulator constructed from nanomaterial with 1cm thickness is used. The proposed algorithm and new objective functions are presented in this section to decrease sensitivity of Plank number and optical thickness to the measurement error.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Radiation-conduction issue
  • multi-stage optimization
  • separate objective functions
  • variable Planck number with temperature
  • variable absorption coefficient with temperature