利用數(shù)值模擬和遺傳算法優(yōu)化熔噴流場.pdf

1、狹槽模頭廣泛應(yīng)用于熔噴生產(chǎn)中。生產(chǎn)過程中兩股熱射流從兩側(cè)噴氣孔中噴出并匯合，對噴嘴中擠出的聚合物進(jìn)行拉伸細(xì)化。對狹槽模頭速度場和溫度場的研究有助于了解纖維的牽伸機(jī)理，從而指導(dǎo)熔噴工藝的優(yōu)化設(shè)計，進(jìn)而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
　　 首先，采用FLUENT6.3軟件對實驗用的熔噴模頭進(jìn)行三維數(shù)值模擬，然后采用熱線風(fēng)速儀測量熔噴狹槽模頭的速度場及溫度場。比較測量結(jié)果與模擬結(jié)果，驗證數(shù)值模擬的可行性，并為結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化提供基礎(chǔ)。
　　

2、其次，采用數(shù)值模擬與多目標(biāo)遺傳算法相結(jié)合的方法，對熔噴模頭結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，獲得速度和溫度衰減最小的熔噴流場。優(yōu)化的數(shù)據(jù)是基于數(shù)值模擬的結(jié)果。優(yōu)化對象是狹槽模頭的4個主要結(jié)構(gòu)參數(shù)：氣槽寬度，氣槽角度，氣槽間距和噴嘴深度。遺傳算法在第50代時終止。
　　 最后，采用目標(biāo)規(guī)劃法處理優(yōu)化結(jié)果用以獲得最優(yōu)模頭結(jié)構(gòu)參數(shù)。從優(yōu)化過程中的數(shù)據(jù)得出，越小的氣槽角度及越大的氣槽寬度有利于減緩速度和溫度的衰減。氣槽間距和噴嘴深度對速度和溫度的影響不