Shape optimization on constrained linearly expanded tubes by using genetic algorithm
Автор: Long-Jyi Yeh , Ying-Chun Chang , Min-Chie Chiu
Журнал: Техническая акустика @ejta
Статья в выпуске: т.3, 2003 года.
Бесплатный доступ
One of the most important practical considerations in muffler design is the constrain problems in a confined place. In addition, to release the pressure drop in a muffler system, a new silencer of linearly expanded tube is proposed and investigated in this paper. The genetic algorithm (GA), a stochastic algorithm, is used as an optimizer by mimicking the genetic drift and Darwinian strife for survival. To approach this study effectively, the linearly inclined tube is divided into several segments of straight tube with different diameters. Four-pole transfer matrix is then in use, accordingly. Not only the theoretical derivation in sound transmission loss (STL) but also the GA searching technique is discussed. Additionally, a numerical case on the expanded tube is introduced. To achieve the best optimization in terms of STL of a muffler, the GA parameters are on trial in various values. Results show that when the divided elements of the tube are more than sixteen segments, the modeled segmental tube is similar to the linearly expanded tube. In addition, the STL in muffler becomes to be stable.
Transfer matrix method, shape optimization, genetic algorithm, linearly expanded tube, muffler, space constraints
Короткий адрес: https://sciup.org/14315977
IDR: 14315977
Оптимизация формы ограниченной линейно расширяющейся трубы с использованием генетического алгоритма
При проектировании глушителей одной из проблем является малый объем пространства для их размещения. К тому же требуется избежать падения давления в системе, которое может повлиять на работу машины. В статье предлагается и исследуется глушитель в виде линейно расширяющейся трубы. Для оптимизации формы глушителя используется генетический (вероятностный) алгоритм, суть которого состоит в имитации генетических отклонений и борьбы за существование, описанных в теории естественного отбора, разработанной Чарльзом Дарвином. Расширяющаяся труба разбивается на несколько цилиндрических участков разного диаметра. Каждый участок рассматривается как четырехполюсник и описывается соответствующей переходной матрицей. В статье представлен вывод выражения для расчета величины потерь при распространении звука и методика оптимизации на основе генетического алгоритма. Представлен пример расчета. Для достижения лучшей оптимизации расчеты по генетическому алгоритму выполняются с различными параметрами. Результаты показывают, «ступенчатая» труба, состоящая из более чем 16 участков, ведет себя как линейно расширяющаяся, а расчетная величина эффективности глушителя практически не меняется при увеличении числа участков.
