基于定向协调策略改进换热单元优化的换热网络综合

针对强制进化随机游走算法优化换热网络时,换热单元过早消去和新生成换热单元难以存活,导致结构固化的问题,本文提出以换热单元数和年综合费用为双重评价指标的定向协调策略。首先,通过智能摄取换热单元数确定目标单元数域和平行种群数量;其次,将不同的目标单元数分配给平行种群;最后,以实际单元数与目标单元数的离散程度为评判标准,设计动态优化路径。该方法旨在避免优化算法在优化过程中因换热单元数限制而陷入局部极值陷阱,使每个平行种群内的个体可以充分搜索和优化目标单元数下的换热网络结构,从而同时兼顾算法的局部搜索能力与全局搜索能力。采用15SP算例和20SP算例进行验证,分别得到1496744USD/a和1396596USD/a的结果,均优于文献所得结果,证明了方法的有效性。

直式叶轮几何参数对离心式血泵流动及溶血性能影响的数值研究

血泵中剪切应力超过阈值时红细胞会被破坏,进而引发患者出现溶血。离心式血泵叶轮结构设计对血泵的水力特性及溶血特性有着显著影响。基于此,本文采用多相流方法对离心式血泵进行数值模拟,探究了具有不同叶片数量及偏转角叶轮形式血泵的性能,分析了血泵的流场特性、水力性能以及溶血性能。数值模拟结果表明:血泵主要在叶轮及隔舌处出现了红细胞集聚现象及较大的切应力,导致此处溶血急剧增加;在一定范围内增加叶片数会提升血泵水力性能,同时也会增加溶血风险;增加叶片偏转角有助于提升血泵溶血性能,在叶片数较多时更为明显。本文研究结果可为离心式血泵的结构改进及性能改善提供参考。