طراحی بهینه هندسی کوره های تابشی با استفاده از الگوریتم تکامل تدریجی

مسائل طراحی محفظه های تابشی، در کاربردهای مختلف صنعتی از قبیل تولید نیمه هادی ها، فرآیندهای عملیات حرارتی سریع، پخت غذا و رنگ، خشک کردن روکش ها و بسیاری صنایع دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. در هر یک از این کاربرد ها، هدف از مسئله طراحی یافتن هندسه محفظه و شرایط گرمکن ها به گونه ای است که دما و توزیع شار حرارتی مطلوب روی محصولات را ایجاد نماید. بطور سنتی، این کار با روش مستقیم سعی و خطا که یک روش وقت گیر و با کیفیت محدود است انجام می گرفت. اخیراً روش های طراحی معکوس گسترش یافته که نیاز به زمان کمتر داشته و جواب نهایی نیز از کیفیت بالاتری برخوردار است. در این تحقیق دو هدف را دنبال می کنیم: 1) تعیین هندسه بهینه محفظه 2) تعیین تعداد و موقعیت بهینه گرمکن ها در این تحقیق معادلات تابش را برای محفظه تابشی دو بعدی با دیوار های پخشی- خاکستری و محیط شفاف از دو روش مختلف حل می کنیم. روش تابش خالص برای محفظه های با سطوح صاف و روش سطوح بی نهایت کوچک برای محفظه های با سطوح منحنی استفاده می شوند. سطوح منحنی را با استفاده از منحنی های بزیر توصیف می کنیم که از انعطاف پذیری بالایی برخوردارند. از الگوریتم تکامل تدریجی جهت کمینه کردن تابع هدف که به صورت مجموع مربعات تفاضل شار حرارتی محاسبه شده و شار حرارتی مطلوب روی سطح طراحی بیان گردیده است، استفاده می کنیم. دقت و کارایی این روش را در چند مثال مختلف بررسی خواهیم نمود.