This study considers Global Best Algorithm (GBEST) for thermoeconomic design of a shell and tube condenser. Design process sustained by the traditional procedures involves tedious and exhaustive iterative calculations which sometimes becomes time consuming and may not lead to economically optimum configuration. Literature studies have shown that solution strategy offered by stochastic optimization methods such as Global Best Algorithm over thermal design of any kind of heat exchanger is promising solution strategy according to the optimum results found in each study. Firstly, optimization performance of the GBEST is assessed with ten benchmark problems and numerical outcomes are compared with those obtained from different literature optimization methods. A case study taken from literature has been solved by GBEST along with famous optimizers of Particle Swarm Optimization and Differential Evolution in the framework of single and multi objective optimization so as to optimize the problem objectives of total cost of heat exchanger and average overall heat transfer coefficient. GBEST not only finds more favourable results than those obtained from the compared optimization algorithms, but also improves the preliminary design taken from literature study. Pareto curve is constructed for multi objective optimization and best solution on the curve is selected by three renowned decision making methods of LINMAP, TOPSIS, and Shannon’s entropy theory. Finally, a sensitivity analysis has been performed in order to observe the variational influences of design parameters over optimization objectives
Global Best Algorithm Multi objective optimization Shell and tube heat exchanger Thermal design
Bu çalışmada Global Eniyi Arama algoritması gövde borulu
düzenli bir kondenserin termal tasarımını oluşturmak için
kullanılmıştır. Konvensiyonel optimizasyon algoritmaları tarafından sağlanan tasarım süreci, zaman alıcı olmasının yanısıra
ekonomik açıdan da beklenen sonuçları sağlayamayabilmektedir.
Literatür çalışmaları Global Eniyi Arama algoritması gibi
stokastik optimizasyon algoritmalarının herhangi bir ısı
değiştiricinin termal tasarımında uygulanmasının literatürde
yapılan diğer çalışmalardan elde edilen sonuçlara dayanarak
oldukça olumlu çıktılar verdiğini göstermektedir. Bu çalışmada ilk
olarak, Global Eniyi Arama algoritmasının optimizasyon
performansı 10 adet optimizasyon test fonksiyonu kullanılarak
değerlendirilmiştir. Literatür çalışmalarından alınan bir örnek
optimizasyon problemi Global Eniyi Arama algoritması ile birlikte
Diferansiyel Evrim ve Parçacık Sürü Optimizasyon algoritmaları
tarafından minimum toplam ısı değiştirici maliyeti ve maksimum
toplam ısı transferi katsayısı gibi amaç fonksiyonlarını optimize
etmek için tek ve çok amaçlı optimizasyon yöntemleri
kullanılarak çözülmüştür. Global Eniyi Arama algoritması diğer
karşılaştırılan algoritmalardan daha olumlu sonuçlar elde etmekle
kalmamış ayrıca örnek optimizasyon probleminde tasarlanan
değerlerin gelişmesinde önemli bir rol oynamıştır. Çok amaçlı
optimizasyon için birbirine üstünlük kuramayan sonuçlardan
oluşan Pareto eğrisi inşa edilmiş ve eğri üzerindeki en iyi sonuç
LINMAP, TOPSIS ve Shannon’un entropi teorisi gibi üç önemli
karar verme mekanizması tarafından seçilmiştir. Çalışmanın
sonunda ise hassasiyet analizi uygulanarak tasarım
parametrelerinin optimizasyon amaç fonskiyonları üzerindeki
değişimsel etkileri gözlemlenmiştir.
Global Eniyi Arama algoritması Çok amaçlı optimizasyon Gövde borulu ısı değiştirgeci Termal tasarım
Other ID | JA48EC25RK |
---|---|
Journal Section | Research Article |
Authors | |
Publication Date | May 1, 2017 |
Published in Issue | Year 2017 Volume: 19 Issue: 56 |
Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı Tınaztepe Yerleşkesi, Adatepe Mah. Doğuş Cad. No: 207-I / 35390 Buca-İZMİR.