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자료유형
학술저널
저자정보
Wang Jiabing (School of Energy and Power Engineering Huazhong University of Science and Technology) Zeng Linlang (School of Energy and Power Engineering Huazhong University of Science and Technology) Yang Kun (School of Energy and Power Engineering Huazhong University of Science and Technology)
저널정보
한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology 제55권 제6호
발행연도
2023.6
수록면
2,125 - 2,138 (14page)
DOI
10.1016/j.net.2023.02.029

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The printed circuit heat exchanger (PCHE) with airfoil fins has the benefits of high compactness, high efficiency and superior heat transfer performance. A novel multi-objective optimization approach is presented to design the airfoil fin PCHE in this paper. Three optimization design variables (the vertical number, the horizontal number and the staggered number) are obtained by means of dimensionless airfoil fin arrangement parameters. And the optimization objective is to maximize the Nusselt number (Nu) and minimize the Fanning friction factor (f). Firstly, in order to investigate the impact of design variables on the thermal-hydraulic performance, a parametric study via the design of experiments is proposed. Subsequently, the relationships between three optimization design variables and two objec tive functions (Nu and f) are characterized by an improved particle swarm optimization-backpropagation artificial neural network. Finally, a multi-objective optimization is used to construct the Pareto optimal front, in which the non-dominated sorting genetic algorithm II is used. The comprehensive performance is found to be the best when the airfoil fins are completely staggered arrangement. And the best compromise solution based on the TOPSIS method is identified as the optimal solution, which can achieve the requirement of high heat transfer performance and low flow resistance
#Multi-objective optimization #Printed circuit heat exchanger #Airfoil fin #Design of experiment #BP neural network #Particle swarm optimization algorithm

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