بهینه‌سازی چندهدفی میکسر گاز طبیعی - هوا نوع ونتوری برای موتور دوسوخته

در گازسوز کردن موتورهای بنزینی، قطعه‌ی میکسر نقش کلیدی در عملکرد موتور ایفا می‌کند. در این پژوهش به شبیه‌سازی عددی سه‌بعدی و بهینه‌سازی هندسی میکسر گاز طبیعی - هوا نوع ونتوری برای یک موتور دوسوخته پرداخته شده است. نتایج مطالعه‌ی پارامتری نشان داد که در میان پارامترهای هندسی مورد بررسی، افزایش تعداد اوریفیس‌ها از 2 به 8 بیشترین تاثیر را بر نسبت هوا به سوخت (71% کاهش) و شاخص یکنواختی (122٫7% افزایش) دارد. پس از آن، تغییر قطر اوریفیس از 1 به 2٫5 میلی‌متر تاثیر بیشتری بر نسبت هوا به سوخت (44% کاهش) و تغییر قطر گلوگاه از 17 به 20 میلی‌متر تاثیر بیشتری بر شاخص یکنواختی (17٫9% کاهش) داشته‌اند. بهینه‌سازی با الگوریتم ژنتیک چندهدفی برای کمینه‌سازی انحراف نسبت هوا به سوخت از مقدار استوکیومتری و بیشینه‌سازی شاخص یکنواختی انجام شده است. نتایج بهینه‌سازی نشان داد که در هندسه‌ای با کمترین انحراف نسبت هوا به سوخت از مقدار استوکیومتری، این پارامتر و شاخص یکنواختی نسبت به حالت مبنا به ترتیب 99% و 39٫7% کاهش می‌یابند. در مقابل، در هندسه‌ای با بیشترین شاخص یکنواختی، این پارامتر و انحراف نسبت هوا به سوخت نسبت به حالت مبنا به ترتیب به اندازه‌ی 16% و 32٫6% با افزایش همراه‌اند.

multi-objective optimization of the natural gas-air venturi-type mixer for bi-fuel engines

in the conversion of gasoline engines to natural gas, the mixer plays a crucial role in engine performance. this study presents a three-dimensional numerical simulation and geometric optimization of a natural gas-air venturi-type mixer for a bi-fuel engine. the parametric study revealed that among the examined geometric parameters, increasing the number of orifices from 2 to 8 had the most significant impact, reducing the air-to-fuel ratio by 71% and increasing the uniformity index by 122.7%. additionally, increasing the orifice diameter from 1 to 2.5 mm had a greater effect on the air-to-fuel ratio (44% decrease), while increasing the throat diameter from 17 to 20 mm had a greater effect on the uniformity index (17.9% decrease). a multi-objective genetic algorithm was employed to minimize deviations of the air-to-fuel ratio from the stoichiometric value and to maximize the uniformity index. the optimization results showed that in the geometry with the lowest deviation from the stoichiometric air-to-fuel ratio, this deviation and the uniformity index decreased by 99% and 39.7%, respectively, compared to the base-mode. conversely, in the geometry with the highest uniformity index, this parameter increased by 16%, while the air-to-fuel ratio deviation increased by 32.6% relative to the base-mode.