基于贝叶斯优化-计算流体力学方法发现增强盘管反应器性能的混合特性
流体动力学
2023-05-29 v1 数据分析、统计与概率
摘要
涉及精细/大宗化学品、药物、生物燃料及废水处理的制造过程需要平推流特性，以最小化能耗与成本并最大化产品质量。盘管振荡流反应器是一种通用流动化学平台，可产生等同于良混串联釜 'N' 的优异平推流品质。本研究采用数据驱动方法发现了导致高平推流性能的关键流动特征。方法为将贝叶斯优化这一代理模型方法与计算流体力学相集成，并将后者视为黑箱函数以探索操作条件、振荡幅值与频率以及净流速的参数空间。此处，我们将流动特性作为无量纲 Strouhal 数、振荡 Dean 数及 Reynolds 数的函数与反应器平推流性能值 'N' 相关联。在最优性能条件下（本文给出具体示例），振荡流恰好足以通过流动反向与重定向限制轴向弥散，并促进 Dean 涡旋。该自动化、开源且集成的方法可轻易调整以识别其他化学反应器与工艺中产生优化性能的流动特性。
引用
@article{arxiv.2305.16929,
title = {Discovery of mixing characteristics for enhancing coiled reactor performance through a Bayesian Optimisation-CFD approach},
author = {Nausheen Basha and Thomas Savage and Jonathan McDonough and Ehecatl Antonio Del-Rio Chanona and Omar K. Matar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.16929},
year = {2023}
}