[发明专利]一种骨料烘干煤粉燃烧器的设计方法及设计平台

权利要求书

1.一种骨料烘干煤粉燃烧器的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用三维建模软件对骨料烘干煤粉燃烧器的结构进行参数化建模；

基于多学科集成优化平台，利用骨料烘干煤粉燃烧器的参数化模型，构建骨料烘干煤粉燃烧器的多参数耦合一体化集成优化平台；

以影响骨料烘干煤粉燃烧器燃烧性能的结构参数和控制参数作为设计变量，以燃烧效率和污染物排放量作为目标函数，利用骨料烘干煤粉燃烧器的多参数耦合一体化集成优化平台进行多参数耦合一体化自动循环计算，得到目标函数对设计变量的动态响应模型；

根据目标函数对设计变量的动态响应模型，分析设计变量对目标函数的敏感性并进行多参数多目标优化设计，得到最大燃烧效率和最小污染物排放量对应的骨料烘干煤粉燃烧器的结构参数和控制参数；

根据得到的结构参数和控制参数设计骨料烘干煤粉燃烧器。

2.如权利要求1所述的骨料烘干煤粉燃烧器的设计方法，其特征在于，所述利用三维建模软件对骨料烘干煤粉燃烧器的结构进行参数化建模的具体过程为：

利用三维建模软件对骨料烘干煤粉燃烧器的结构进行三维建模，在三维模型中设定结构参数，并对三维模型及其在相应坐标系中的相对位置进行约束，生成三维模型文件；所述结构参数包括风管的结构尺寸以及燃烧室的结构尺寸；

制作三维模型的结构参数的控制程序文件，并将控制程序文件作为更新三维模型的输入文件；所述控制程序文件是运用三维建模软件的开发语言根据结构参数化要求进行编写的。

3.如权利要求1所述的骨料烘干煤粉燃烧器的设计方法，其特征在于，所述构建骨料烘干煤粉燃烧器的多参数耦合一体化集成优化平台的具体过程为：

制作软件启动文件以及操作命令文件；所述软件启动文件包括三维建模软件的启动文件、网格划分软件的启动文件以及CFD软件的启动文件；所述操作命令文件包括网格划分的操作命令文件和数值模拟的操作命令文件；在所述数值模拟的操作命令文件中设定骨料烘干煤粉燃烧器的控制参数，所述控制参数包括风速、风温、压力以及煤粉的种类和粒径；

将控制程序文件、软件启动文件以及操作命令文件均载入多学科集成优化平台内，构建得到骨料烘干煤粉燃烧器的多参数耦合一体化集成优化平台。

4.如权利要求1所述的骨料烘干煤粉燃烧器的设计方法，其特征在于，所述得到目标函数对设计变量的动态响应模型的具体过程为：

利用多学科集成优化平台中的试验设计模块，对骨料烘干煤粉燃烧器的结构参数和控制参数进行试验方案设计，得到至少一种试验方案；

采用各试验方案分别进行多参数耦合一体化自动循环计算，得到包括多组设计变量及其对应的目标函数的样本数据；

对数值模拟的后处理文件中的多组样本数据进行模型拟合，得到目标函数对设计变量的动态响应模型。

5.如权利要求4所述的骨料烘干煤粉燃烧器的设计方法，其特征在于，所述得到包括多组设计变量及其对应的目标函数的样本数据的具体过程为：

首先，启动三维建模软件，导入生成的骨料烘干煤粉燃烧器的三维模型文件，利用控制程序文件更新三维模型文件，并导出，其中，结构参数赋值给控制程序文件；其次，启动网格划分软件，导入更新后的三维模型文件，并根据网格划分的操作命令文件进行网格划分和边界条件设定后导出网格文件；最后，启动CFD软件，读取网格文件，并根据数值模拟的操作命令文件对煤粉燃烧数值进行模拟后导出数值模拟的后处理文件，其中，控制参数赋值给数值模拟的操作命令文件；数值模拟的后处理文件包括多组设计变量及其对应的目标函数的样本数据；设计变量为骨料烘干煤粉燃烧器的结构参数和控制参数，目标函数为燃烧效率和污染物排放量。

6.如权利要求1所述的骨料烘干煤粉燃烧器的设计方法，其特征在于，所述分析设计变量对目标函数的敏感性具体包括：

分析各结构参数、控制参数以及结构参数与控制参数的组合对目标函数的敏感性，其包括方差分析、贡献率分析、主效应分析、交互分析和因素相关性分析。