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内可逆闭式回热燃气轮机循环的五目标优化OA

Five-Objective Optimization for Endoreversible Closed Regenerated Gas Turbine Cycle

中文摘要英文摘要

基于已有文献建立的内可逆闭式回热燃气轮机循环模型,应用有限时间热力学理论和非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对循环进行了多目标优化.在3个换热器总热导率一定且给定回热器热导率分配的情况下,以无因次功率((P))、效率(η)、无因次生态学函数((E))、无因次功率密度((P)d)和无因次有效功率((E)p)5个性能指标为优化目标,以高温换热器热导率分配和压气机压比为优化变量,对任意组合的优化目标进行了单、双、三、四和五目标优化.比较了LINMAP、TOPSIS和香农熵3种决策方式下得到的优化结果的偏差指数,结果表明,多目标优化得到的最优组合的设计方案均优于单目标优化的设计方案,在五目标优化时,优化设计方案的最优高温换热器热导率分配集中于0.39~0.405,最优压气机压比集中于7~22.5.

Based on the endoreversible closed regenerated gas turbine cycle model established in previous literature,the multi-objective optimization of the cycle was carried out using the finite time thermodynamic theory and Nondominated Sorting Genetic Algorithm(NSGA-Ⅱ).With fixed total thermal conductance of three heat exchangers and given thermal conductance distribution of regenerator,the dimensionless power((P)),efficiency(η),dimensionless ecological function((E)),dimensionless power density(Pd)and dimensionless efficient power((E)r)were taken as optimization objectives.Taking the thermal conductance distribution of high temperature heat exchanger and compressor pressure ratio as optimization variables,the optimization of arbitrary combinations of single-,two-,three-,four-and five-objective was carried out.The deviation indexes of the optimization results were obtained using three decision modes,namely LINMAP,TOPSIS and Shannon Entropy.The results were as follows:the design schemes of the optimal combination obtained by multi-objective optimization were all superior to the single-objective optimization scheme;in five-objective optimization,the optimum thermal conductance distribution of high temperature heat exchanger in the optimization scheme was in range of 0.39 to 0.405,and the optimum compressor pressure ratio was in range of 7 to 22.5.

李婉峰;陈林根;戈延林;冯辉君

武汉工程大学化工装备强化与本质安全湖北省重点实验室,武汉 430205||武汉工程大学湖北省绿色化工装备工程技术研究中心,武汉 430205||武汉工程大学热科学与动力工程研究所,武汉 430205||武汉工程大学机电工程学院,武汉 430205武汉工程大学化工装备强化与本质安全湖北省重点实验室,武汉 430205||武汉工程大学湖北省绿色化工装备工程技术研究中心,武汉 430205||武汉工程大学热科学与动力工程研究所,武汉 430205||武汉工程大学机电工程学院,武汉 430205武汉工程大学化工装备强化与本质安全湖北省重点实验室,武汉 430205||武汉工程大学湖北省绿色化工装备工程技术研究中心,武汉 430205||武汉工程大学热科学与动力工程研究所,武汉 430205||武汉工程大学机电工程学院,武汉 430205武汉工程大学化工装备强化与本质安全湖北省重点实验室,武汉 430205||武汉工程大学湖北省绿色化工装备工程技术研究中心,武汉 430205||武汉工程大学热科学与动力工程研究所,武汉 430205||武汉工程大学机电工程学院,武汉 430205

能源科技

闭式回热燃气轮机循环内可逆循环遗传算法多目标优化帕累托前沿

closed regenerative gas turbine cycleendoreversible cyclegenetic algorithmmulti-objective optimizationPareto front

《热力透平》 2026 (1)

21-29,33,10

国家自然科学基金(52171317,51779262)武汉工程大学研究生创新基金项目(CX2023246,CX2023251)

10.13707/j.cnki.31-1922/th.2026.01.004

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