مدل‌های سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی برای پیش‌بینی روند جدایش انرژی در لوله‌های گردابه‌ای با استفاده از تابع مطلوبیت

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران

doi
چکیده

لوله گردابه‌ای یکی از سیستم‌های سرمایشی بسیار پرکاربرد در صنعت است. بررسی تاثیر کلیه متغیرهای ورودی بر اختلاف دمای خروجی سرد در حالت آزمایشگاهی، زمان‌بر و پرهزینه است. به همین منظور در کار حاضر سعی شده تا با استفاده از روش سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی تاثیر کلیه متغیرهای ورودی بر اختلاف دمای هوای خروجی سرد و هوای ورودی، مدل‌سازی و پیش‌بینی شود. روش سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی، با سه ساختار سیستم استنتاج فازی به‌نام‌های الگوریتم خوشه‌بندی کاهشی، خوشه‌بندی اختیاری و منقطع‌سازی شبکه‌ای با چهار نوع تابع عضویت ورودی مثلثی، گاوسی، زنگوله‌ای و شبه‌پی طراحی شد. برای آموزش و آزمون مدل، از ۳۲۶ داده آزمایشگاهی استفاده شد. مقایسه مدل‌های توسعه‌یافته با استفاده از پارامترهای آماری ضریب همبستگی، میانگین انحراف نسبی مطلق، انحراف استاندارد و خطای مربع میانگین ریشه همراه با تابع مطلوبیت کلی انجام شد. نتایج نشان داد که الگوریتم منقطع‌سازی شبکه‌ای با تابع عضویت ورودی نوع شبه‌پی با دارابودن بیشترین مقدار ضریب همبستگی و کمترین مقدار خطای مربع میانگین ریشه برای داده‌های آزمون با مقادیر ۰/۹۹۷۵ و ۰/۴۱۹۹ و مقدار تابع مطلوبیت کلی۰/۷۱ بهترین روش برای پیش‌بینی اختلاف دمای خروجی سرد است. با استفاده از روش فوق، بهینه‌ترین حالت عملکرد لوله گردابه‌ای جهت کاربردهای صنعتی استفاده از ۳ یا ۶ عدد نازل، محدوده فشار ۰/۵۵ تا ۰/۶ مگاپاسکال و زاویه نازل ۲۰ تا ۳۰درجه و جهت کاربردهای آزمایشگاهی تعداد ۶ نازل، محدوده فشار ۰/۵۵ تا ۰/۶مگاپاسکال و زاویه نازل ۲۵ تا ۳۵درجه به‌دست آمد.