Um die Probleme der schlechten Kraftstoffzerstäubung, der niedrigen Verbrennungseffizienz und der ungleichen Temperaturverteilung des Verdampferrohrs eines bestimmten Mikroturbinenmotors zu lösen, wird eine Methode zur strukturellen Optimierung auf Basis eines genetischen Algorithmus vorgeschlagen. Die inneren Durchmesser des Verdampferrohrs, der Durchmesser der Düsenöffnung und die Anzahl der Düsenöffnungen werden als Entwurfsvariablen eingesetzt, während die Partikelgröße der Kraftstoffzerstäubung (d50), die Verbrennungseffizienz (η) und die maximale Wandtemperatur (Tmax) als Optimierungsziele dienen. Ein mathematisches Modell zur multi-objektiven Optimierung wird aufgestellt. Die iterative Optimierung erfolgt durch Auswahl-, Kreuzungs- und Mutationsoperationen des genetischen Algorithmus, und die Optimierungsergebnisse werden durch die Kombination mit CFD (Computational Fluid Dynamics) numerischer Simulation validiert. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einem inneren Durchmesser des Verdampferrohrs von 2,6 mm, einem Durchmesser der Düsenöffnung von 0,8 mm und einer Anzahl von acht Düsenöffnungen die Partikelgröße der Kraftstoffzerstäubung des Verdampferrohrs um 18,3 % reduziert, die Verbrennungseffizienz um 7,6 % erhöht und die maximale Wandtemperatur um 12,4 % gesenkt wird, was die Arbeitsleistung des Verdampferrohrs erheblich verbessert und eine effektive Referenz für das Optimierungsdesign von Schlüsselkomponenten von Mikroturbinenmotoren bietet.
Zhou et al. (Sun,) untersuchten diese Frage.