针对超导电机多层绝热(multi-layer insulation,MLI)材料低热流密度需求与紧凑型整机要求的设计矛盾,提出一种基于改进逐层(layer by layer,LBL)模型与二代非支配排序遗传算法的多层绝热多目标协同优化方法。首先,基于辐射传热、气体导...针对超导电机多层绝热(multi-layer insulation,MLI)材料低热流密度需求与紧凑型整机要求的设计矛盾,提出一种基于改进逐层(layer by layer,LBL)模型与二代非支配排序遗传算法的多层绝热多目标协同优化方法。首先,基于辐射传热、气体导热与固体导热方程,通过引入间隔层光学性质、反射屏开孔率及动态自适应系数等关键参数,提升常规LBL模型的计算精度。其次,结合各项传热占比特点,构建最大为四密度区的变密度MLI模型。然后,采用非支配排序遗传算法,以各密度区层数为优化变量,以改进LBL模型作为算法适应度计算函数,约束各密度区层数以及各密度区层数之和,经种群进化得到Pareto前沿。在此基础上,进一步分析了绝热材料热流密度与密度区数量、各密度区层数、层密度的关系以及变密度敷设对热流分布的调控能力。研究结果表明,优化方案中热流密度覆盖0.42~3.11 W/m^(2)、厚度覆盖5.5~43.0 mm,敷设方式覆盖不同层密度的定密度方案、两密度区变密度、三密度区变密度以及四密度区变密度方案。通过调控密度区数量以及密度区的层数、层密度可以实现多层绝热材料优化,降低后续施工难度。展开更多
