基于流体动力学仿真的纸质吸管"防喷溅-吸阻"双目标结构优化设计探究
摘要
"限塑令"下纸质吸管结构有缺陷,特别在饮用可乐类饮料时,喷溅和吸阻性能难平衡,使用者在吸引可乐饮料在插入纸吸管的同时可乐大量冒气泡现象,本研究借流体动力学仿真,构建含管径､褶皱密度等参数的几何模型,融合VOF两相流模型与NSGA-II算法,做"防喷溅-吸阻"双目标优化,分析流场云图找临界喷溅条件,建立吸阻非线性模型,经100组参数寻优得帕累托解集｡结果显示,管径7.5mm､褶皱密度4条/cm的优选方案,临界速度提32%,吸阻降为102Pa/m,壁厚增至0.4mm能承受25N压力,模具良品率92%,此研究给出兼顾性能和工艺的纸质吸管结构设计工程方案,双目标优化方法可借鉴｡
关键词
纸质吸管;双目标优化;流体动力学仿真;NSGA-II算法;吸阻模型
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|参考
[1]陈恭,汤勇,张仕伟,等.超薄均热板的研究现状及发展趋势[J].机械工程学报,2022,58(12):197-212.[2]周漪清,陈平.高端精密超薄均热板研究现状及发展趋势[J].精密成形工程,2020,12(04):118-125.[3]孔茜茜,汪洪亮,朱晓楠,等.基于NSGA-II优化的无源变开关频率SPWM及其在单相逆变器上的应用[J/OL].高电压技术,1-11.
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