Анкета автора(ов)
| Фамилия, имя, отчество, учёная степень, звание, должность. Полное и сокращённое наименование организации, адрес организации. | Ахмадиев Фаил Габдулбарович доктор технических наук, профессор E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript Маланичев Игорь Вячеславович кандидат технических наук, доцент E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript Казанский государственный архитектурно-строительный университет Адрес организации: 420043, Россия, г. Казань, ул. Зеленая, д. 1 |
| Название статьи. | Снижение потерь давления в вентиляционных каналах на основе решения задачи структурно-параметрической оптимизации |
| Аннотация. | Постановка задачи. Целью работы является оценка возможности применения методов структурно-параметрической оптимизации для решения задачи снижения потерь давления в вентиляционных каналах в процессе проектирования систем вентиляции. Результаты. Основные результаты исследования состоят в разработке подхода к решению задач структурно-параметрической оптимизации в процессе проектирования систем вентиляции. На первом этапе задача определения геометрических свойств области течения, оптимальных в соответствии с заданным критерием наименьших потерь давления формулируется как непараметрическая, где в качестве структурных переменных выступают значения пористости препятствующей течению фиктивной среды, распределение которой определяет геометрию области течения. Решение непараметрической задачи выполняется методом сопряженных уравнений. На втором этапе выполняется параметризация полученного решения небольшим числом структурных переменных, в качестве которых выступают координаты контрольных точек сплайнов, образующих контуры области течения. Решение параметрической формулировки задачи структурной оптимизации позволяет более точно учесть влияние турбулентности, особенно в пристеночной области течения. В качестве метода оптимизации использован генетический алгоритм. Результаты тестовых расчетов по оптимизации формы вентиляционного канала позволяют уменьшить потери давления в 4-6 раз. Выводы. Значимость полученных результатов для строительной отрасли состоит в обосновании эффективности применения структурно-параметрической оптимизации для решения задач конструирования систем вентиляции с улучшенными аэродинамическими характеристиками. |
| Ключевые слова. | потери давления, вентиляционные каналы, структурно-параметрическая оптимизация. |
| First name, Middle name, Last name, Scientific degree, Scientific rank, Current position. Full and brief name of the organization, The organization address. | Akhmadiev Fail Gabdulbarovich doctor of technical sciences, professor E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript Malanichev Igor Vyacheslavovich candidate of technical sciences, associate professor E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript Kazan State University of Architecture and Engineering The organization address: 420043, Russia, Kazan, Zelenaya st., 1 |
| Title of the article | Reducing of pressure losses in ventilation ducts based on the solution of the structural and parametric optimization problem |
| Abstract. | Problem statement. The aim of the work is to evaluate the possibility of applying structural-parametric optimization methods to solve the problem of reducing pressure losses in ventilation ducts during the design of ventilation systems. Results. The main results of the study are the development of an approach to solving structural and parametric optimization problems in the process of designing ventilation systems based on free software. At the first stage, the problem of determining the geometric properties of the flow region that are optimal in accordance with the specified criterion as lowest pressure loss is formulated as nonparametric, where the structural variables are the porosity of the fictitious medium that impedes the flow, the distribution of which determines the geometry of the flow region. The solution of the nonparametric problem is carried out by the conjugate method. At the second stage, the resulting solution is parameterized with a small number of structural variables, which are the coordinates of the control points of the splines that form the contours of the flow region. The solution of the parametric formulation of the structural optimization problem makes it possible to more accurately take into account the effects of turbulence, especially in the near-wall regions of the flow. Genetic algorithm is used as an optimization method. The results of test calculations for optimization of the ventilation duct shape can reduce pressure losses by 4-6 times. Conclusions. The significance of the obtained results for the construction industry is the confirmed effectiveness of the structural and parametric optimization for solving the problems of designing ventilation systems with improved aerodynamic characteristics. |
| Keywords. | pressure loss, ventilation ducts, structural and parametric optimization. |
| Для цитирования: | Ахмадиев Ф.Г., Маланичев И.В. Снижение потерь давления в вентиляционных каналах на основе решения задачи структурно-параметрической оптимизации // Известия КГАСУ. 2019. №4(50) С.271-278. |
| For citations: | Akhmadiev F.G., Malanichev I.V. Reducing of pressure losses in ventilation ducts based on the solution of the structural and parametric optimization problem // Izvestiya KGASU. 2019. №4(50) P.271-278. |
