بهينه‌سازي توپولوژي هندسه يك كانال داراي سه خروجي با دبي‌هاي مشخص در خروجي‌ها

در مقاله حاضر، هندسه بهينه يك كانال چندراهي دوبعدي با يك ورودي و سه خروجي در عدد رينولدز Re=10 مورد ارزيابي قرار گرفته است. در اين ارزيابي، بهينه‌سازي توپولوژي بر اساس روش تخلخل و به كمك شبيه‌سازي شبكه بولتزمن صورت گرفته و درنهايت طرح بهينه با استفاده از آناليز حساسيت يك تابع هدف ارائه شده است. برخلاف تحقيقات پيشين به جاي ثابت نگاه داشتن عرض مجرا در خروجي‌ها، سرعت متوسط در اين مقاطع يكسان در نظر گرفته شده است درحاليكه مقايسه نتايج نشان مي‌دهد مقدار اتلافات انرژي در طرح‌ بهينه چندراهي به ميزان 26.04 درصد كاهش خواهد يافت كه اين خود مويد مزيت تغيير در عرض مجرا در مقايسه با تغيير در سرعت متوسط جريان است. در اين حالت، شرايط هندسه مجراي ورودي شامل عرض و موقعيت مجرا نقش به سزايي در طرح نهايي خواهد داشت كه پرداختن به آن هدف اصلي اين تحقيق به شمار مي‌رود. نتايج عددي حاكي از آن است كه با فرض تغييرات خطي عرض مجرا در خروجي‌ها، كمترين افت توان جريان زماني حاصل خواهد شد كه عرض ورودي برابر با بزرگترين خروجي باشد. قراردادن ورودي در مقابل عريض‌ترين خروجي، هندسي نهايي را هموارتر از ساير حالات خواهد كرد اما اين حالت از نظر اتلافات كاملاً بهينه نيست. براي رسيدن به كمترين اتلافات انرژي، ورودي جريان مي بايست هم‌راستا با فضاي مياني دو خروجي با عرض‌هاي متوسط و بزرگ قرار گيرد. در اين حالت اتلافات به ميزان 23.18% كمتر از حالتي است كه ورودي در مقابل باريك‌ترين مجرا قرار گرفته باشد.