عنوان مقاله:
یک تحلیل مقایسه ای و بهینه سازی دو SOFC ترکیبی فراصوت و سیستم محرکه موتور جت بی توربین برای پهپاد
A comparative analysis and optimization of two supersonic hybrid SOFC and turbine-less jet engine propulsion system for UAV
سال انتشار: 2022
رشته: علوم و فنون هوایی، مهندسی مکانیک
گرایش: جلوبرندگی
دانلود رایگان این مقاله:
دانلود مقاله بهینه سازی دو SOFC ترکیبی
مشاهده سایر مقالات جدید:
5. Results
In the case of comparing the performance of two hybrids turbine-less configurations of the supersonic propulsion system in this study, a numerical simulation of the operating condition is performed. Firstly, the weight of the UAV with regard to the SOFC size has been estimated, and due to this variable, the amount of required thrust for the vehicle can be calculated. furthermore, the performance of the two systems is compared by different parameters such as the flight altitude, fuel mass flow rate, compressor pressure ratio, and the SOFC temperature. Finally, the optimum amounts of the thrust and fuel consumption as the key parameters of the system performance are calculated by the TOPSIS method.
As we mentioned previously, by changing the weight (percentage of the impact of each goal) for the dimensionless thrust and fuel mass flow rate in the multi-objective optimization target, the optimum working condition will change. These working points create a working curve in which each point on this curve is related to a specific weight as shown in Eq. (49). This working curve which is known for the Pareto frontier is demonstrated in Fig. 4. If the weight is set to 1, optimization will only maximize the thrust with no restriction on the fuel mass flow rate (A); Subsequently, if weight is set to 0, optimization will only minimize the fuel mass flow rate with no restriction on the thrust (B).
For obtaining the best working point for these proposed systems, we used the TOPSIS decision-making method. This method designates two points as imaginary best and worst points and selects the optimum answer in a way that the selected point has the minimum and maximum distances to the imaginary best and worst points, respectively. The optimum working conditions for both proposed propulsion systems are illustrated in Table 13. Also, stream properties of the hydrogen- and methane-fueled propulsion systems are shown in Table 14 and Table 15, respectively.
(دقت کنید که این بخش از متن، با استفاده از گوگل ترنسلیت ترجمه شده و توسط مترجمین سایت ای ترجمه، ترجمه نشده است و صرفا جهت آشنایی شما با متن میباشد.)
5. نتایج
در مورد مقایسه عملکرد دو پیکربندی هیبریدی بدون توربین پیشرانه مافوق صوت در این مطالعه، یک شبیه‌سازی عددی از شرایط عملیاتی انجام شده است. ابتدا وزن پهپاد با توجه به اندازه SOFC تخمین زده شده است و با توجه به این متغیر می توان میزان رانش مورد نیاز خودرو را محاسبه کرد. علاوه بر این، عملکرد دو سیستم با پارامترهای مختلف مانند ارتفاع پرواز، نرخ جریان جرم سوخت، نسبت فشار کمپرسور و دمای SOFC مقایسه می‌شود. در نهایت، مقادیر بهینه رانش و مصرف سوخت به عنوان پارامترهای کلیدی عملکرد سیستم با روش TOPSIS محاسبه می‌شوند.
همانطور که قبلاً اشاره کردیم، با تغییر وزن (درصد تأثیر هر هدف) برای رانش بدون بعد و نرخ جریان جرم سوخت در هدف بهینه‌سازی چند هدفه، شرایط کاری بهینه تغییر می‌کند. این نقاط کاری یک منحنی کاری ایجاد می کنند که در آن هر نقطه روی این منحنی به وزن خاصی مرتبط است که در معادله نشان داده شده است. (49). این منحنی کار که برای مرز پارتو شناخته شده است در شکل 4 نشان داده شده است. پس از آن، اگر وزن روی 0 تنظیم شود، بهینه‌سازی تنها نرخ جریان جرم سوخت را بدون محدودیت در رانش (B) به حداقل می‌رساند.
