基于响应面代理的SCR后处理系统快速预测模型及性能优化设计

为了提高柴油机车尾气SCR后处理系统降污增效性能,本文首先利用有限元原理,建立三维流动传热耦合的SCR后处理系统数值预测模型;然后,考虑到直接利用数值模型优化的高计算成本,采用响应面分析方法(RSM)建立与该数值模型精度相当的响应面降解代理模型;再次,以代理模型为正问题求解器,以改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和优劣解距离决策方法(TOPSIS)为反问题优化求解器;最后,以系统排气压降、氨均匀性和速度均匀性等关键性能指标为多目标优化函数,并将优化问题转化为一个在可行域内的多目标寻优问题,开展柴油机车SCR后处理性能优化。研究结果表明:与初始设计相比,经NSGA-II优化以及TOPSIS决策的最优后处理系统排气压降下降20.09%,氨均匀性与速度均匀性分别上升12.46%和10.41%。