不可逆Otto循环功率密度分析与多目标优化

作     者：施双双 戈延林 陈林根 SHI ShuangShuang;GE YanLin;CHEN LinGen

作者机构：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 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:51779262) 武汉工程大学研究生教育创新基金(编号:CX2020038)资助项目 

出 版 物：《中国科学：技术科学》 (Scientia Sinica(Technologica))

年 卷 期：2022年第52卷第11期

页      码：1716-1728页

摘      要：基于有限时间热力学理论和NSGA-II算法,对不可逆Otto循环进行了热力学分析和多目标优化.在前人建立的不可逆Otto模型基础上,进一步导出了该循环功率密度的表达式,分析了循环最大温比、传热损失、摩擦损失和内不可逆性损失对循环功率密度与压缩比和功率密度与效率特性的影响;在最大功率与最大功率密度准则下,比较了该循环的热效率、最大比容比和最大压比;基于NSGA-II算法,引入功率、效率、生态学函数和功率密度,对该循环分别进行单、双、三和四目标优化;采用LINMAP,TOPSIS和Shannon entropy三种决策方式,比较了不同优化目标组合下的偏差指数,得到了优化设计方案.当以无因次功率和无因次生态学函数为优化目标进行二目标优化时,采用LINMAP决策方式得到的偏差指数最小,其设计方案更接近于理想方案.

主 题 词：不可逆Otto循环 功率 效率 生态学函数 功率密度 有限时间热力学 多目标优化 

学科分类：12[管理学] 080701[080701] 1201[管理学-管理科学与工程类] 081104[081104] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0835[0835] 0811[工学-水利类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.1360/SST-2021-0168

馆 藏 号：203115488...