基于FLUENT的干冰清洗喷枪结构多目标优化研究

来源：机床与液压杂志2021年第8期北京时间：

作者：侯杰文，王国志，柯坚，张元彬

单位：西南交通大学，先进驱动节能技术教育部工程研究中心；西南交通大学，先进驱动节能技术教育部工程研究中心；西南交通大学，先进驱动节能技术教育部工程研究中心；西南交通大学，先进驱动节能技术教育部工程研究中心

摘要：干冰喷枪性能直接决定了干冰清洗效果。针对现有的一种干冰清洗喷枪清洗性能不佳的问题，考虑多个清洗影响因素对喷枪进行多目标优化，提高清洗效果。采用喷枪的几何特征为变量设计正交试验，利用FLUENT进行仿真试验。分别对单一目标优化，根据得到的单目标最优值建立隶属函数，以完成量纲一化处理并加权得到综合评判分数来评价喷枪综合性能。分析综合性能极差，得到喷枪结构的各个几何参数对单一目标和综合性能的影响因次，最终设计出清洗效果最优的喷枪设计方案。试验结果表明：优化后的喷枪比现有喷枪的综合性能提高2.34倍；基于FLUENT的气固两相耦合仿真试验结合综合评判方法能对干冰清洗喷枪进行有效优化。研究结果为喷枪的设计优化提供参考。

关键词：干冰清洗喷枪;多目标优化;正交试验;综合评判;气固耦合