基于响应面代理的SCR后处理系统快速预测模型及性能优化设计

作者：刘严; 殷雷; 吴涛涛; 张锴; 孟境辉^*

来源：中南大学学报(自然科学版), 2022, 53(12): 4833-4844.

DOI：10.11817/j.issn.1672-7207.2022.12.023

• 多物理场建模
• 响应面分析
• 多目标优化
• 选择性催化还原(SCR)后处理
• 智能优化方法

为了提高柴油机车尾气SCR后处理系统降污增效性能，本文首先利用有限元原理，建立三维流动传热耦合的SCR后处理系统数值预测模型；然后，考虑到直接利用数值模型优化的高计算成本，采用响应面分析方法(RSM)建立与该数值模型精度相当的响应面降解代理模型；再次，以代理模型为正问题求解器，以改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和优劣解距离决策方法(TOPSIS)为反问题优化求解器；最后，以系统排气压降、氨均匀性和速度均匀性等关键性能指标为多目标优化函数，并将优化问题转化为一个在可行域内的多目标寻优问题，开展柴油机车SCR后处理性能优化。研究结果表明：与初始设计相比，经NSGA-II优化以及TOPSIS决策的最优后处理系统排气压降下降20.09%，氨均匀性与速度均匀性分别上升12.46%和10.41%。

• 单位
  华北电力大学; 浙江大学