مقایسه شبکه عصبی پرسپترون و تابع پایه شعاعی در مدلسازی مبدل حرارتی با کانال مارپیچ مستطیلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران،

چکیده

در این تحقیق از روش شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی برای بررسی تاثیر پارامترهای هندسی کانال‌های مارپیچ مستطیلی بر روی ضریب انتقال حرارت استفاده شد. همچنین دو مدل شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون و تابع پایه شعایی برای مدلسازی انتقال حرارت در کانال‌های مارپیچ مستطیلی استفاده شد. ورودی‌های این مدل‌ها شامل عدد رینولدز و پارامترهای هندسی کانال و خروجی آن‌ها عدد ناسلت درنظر گرفته شد. 135 داده توسط شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی ایجاد و پس از تایید اعتبار برای آموزش و ارزیابی مدل‌های شبکه عصبی بکار گرفته شد. نتایج حاصل از تحقیق نشان داد که دقت شبکه عصبی پرسپترون کمی بالاتر از تابع پایه شعایی بود، اما در کل هر دو مدل قابل‌قبول بودند. با توجه به دقت بالا و قابل‌قبول این دو مدل، آن‌ها را می‌توان به‌خوبی در تحقیقات آینده و برنامه‌های کاربردی استفاده کرد. در این تحقیق، نوآوری اصلی در مقایسه دو روش مختلف برای مدلسازی مبدل حرارتی با کانال مارپیچ مستطیلی و ارائه نتایج برای هر دو روش است. این پژوهش نشان می‌دهد که استفاده از شبکه عصبی پرسپترون و تابع پایه شعاعی هر دو می‌توانند در بهبود عملکرد و بهره‌وری مبدل حرارتی موثر باشند. این تحقیق می‌تواند به عنوان راهنمایی برای انتخاب روش مناسب برای مدلسازی مبدل‌های حرارتی مورد استفاده قرار گیرد و به بهبود فناوری‌های مرتبط با این حوزه کمک کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparison of perceptron and radial basis function neural networks in modeling heat exchangers with rectangular helical channels

نویسنده [English]

  • Reza Beigzadeh
Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
چکیده [English]

In this research, computational fluid dynamics method was used to investigate the effect of geometrical parameters of rectangular spiral channels on heat transfer coefficient. Two artificial neural networks including perceptron (MLP) and radial basis function (RBF) models were used to model the heat transfer in helical channels. The model inputs included the Reynolds number and geometric parameters of the channel, and output was the Nusselt number. 135 data were generated by Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation and after validation were used for training and evaluation of neural network models. The results of the research showed that the accuracy of MLP was slightly higher than RBF, however, both models were acceptable. Due to the high and acceptable accuracy of these two models, they can be well used in future research and applications. In this research, the main innovation is comparing two different methods for modeling the heat exchanger with a rectangular helical channel. This research shows that the use of perceptron neural network and radial basis function can both be effective in improving the performance and efficiency of the heat exchanger. This research can be used as a guide to choose the appropriate method for modeling heat exchangers and help to improve technologies related to this field.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rectangular spiral channel
  • Perceptron neural network
  • Radial basis function
  • Computational fluid dynamics
  • Heat exchanger