發(fā)布時間：2017-08-31 03:13

  本文關(guān)鍵詞：基于簡化共軛梯度算法的二級熱電材料發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 熱電材料發(fā)電 功率 效率 多目標多參數(shù)優(yōu)化

【摘要】：熱電材料是一種把熱能直接轉(zhuǎn)換為電能的材料,并且可以使熱能與電能相互轉(zhuǎn)化,比如熱電發(fā)電或者熱電制冷。由于沒有機動部件,同時工作溫度范圍廣,模塊化可擴展能力強,使得熱電材料發(fā)電具有較強的吸引力。目前主要被應(yīng)用于汽車尾氣余熱回收,還有一些熱力發(fā)電中的余熱回收。熱電材料發(fā)電裝置目前的效率較低,但是近些年在材料性能方面的突破使得效率具有較大的提升潛力。本文的主要工作是發(fā)展一種計算機輔助計算的優(yōu)化分析方法來優(yōu)化熱電材料發(fā)電系統(tǒng)。采用簡化共軛梯度法(Simplified Conjugate Gradient Method)作為優(yōu)化搜索方法并且在MATLAB中編譯作為反向解,再利用仿真軟件COMSOL作為模型生成器以及正向求解的計算工具。本文使用該優(yōu)化模型對一個二級熱電材料發(fā)電系統(tǒng)進行優(yōu)化,采取多目標與多參數(shù)優(yōu)化流程,并且考慮了固定熱邊溫度與熱邊熱流密度兩種不同的熱邊界條件,以熱電材料高度以及p和n橫截面積之比,作為優(yōu)化參數(shù),以系統(tǒng)效率與輸出功率作為優(yōu)化目標。由于采用多目標優(yōu)化,優(yōu)化結(jié)果一般為效率與功率間的權(quán)衡,所以二者需要共同優(yōu)化。對于多目標優(yōu)化,Th=700℃下功率與效率分別提高了42.9%與31.4%;在低熱流密度(qh=10 suns)下功率與效率提高接近50%。本文的研究結(jié)果對于開發(fā)高效的熱電系統(tǒng)的優(yōu)化和工程應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：熱電材料發(fā)電 功率 效率 多目標多參數(shù)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM915
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 主要符號表9-11
• 1 緒論11-16
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究概況12-14
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容14-16
• 2 熱電發(fā)電理論及優(yōu)化方法研究16-33
• 2.1 熱電發(fā)電理論16-19
• 2.2 待優(yōu)化的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)19-21
• 2.3 優(yōu)化方法21-22
• 2.4 控制方程22-23
• 2.5 邊界條件23-30
• 2.6 優(yōu)化步驟30-31
• 2.7 本章小結(jié)31-33
• 3 優(yōu)化方法有效性驗證33-37
• 3.1 驗證方法33-36
• 3.2 本章小結(jié)36-37
• 4 多級TEG模塊結(jié)構(gòu)優(yōu)化及性能研究37-67
• 4.1 單目標優(yōu)化37-50
• 4.2 多目標優(yōu)化50-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 5 總結(jié)與展望67-69
• 參考文獻69-74
• 附錄：作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文74-75
• 致謝75

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