بهینه سازی یک فرایند مهندسی شیمبی

برای پروژه «بهینه‌سازی» نیاز به انجام یک پروژه پژوهشی بر اساس یک مقاله علمی دارم. فایل مقاله نیز ارسال می‌شود. موضوع مقاله مربوط به شبیه‌سازی CFD و تحلیل هیدرودینامیکی یک راکتور CSTR برای تولید بیوهیدروژن و مقایسه عملکرد ایمپلر معمولی و ایمپلر بهینه است. در این پروژه لازم است فرآیند ارائه‌شده در مقاله با استفاده از الگوریتم ژنتیک (Genetic Algorithm) بهینه‌سازی شود. خود مقاله صرفاً شبیه‌سازی CFD انجام داده و بهینه‌سازی الگوریتمی ندارد، بنابراین هدف پروژه توسعه یک مدل بهینه‌سازی مبتنی بر نتایج و پارامترهای مقاله است. چارچوب موردنظر پروژه به این صورت است: متغیرهای تصمیم مشخص برای بهینه‌سازی: سرعت دوران همزن (N) قطر ایمپلر (D) فاصله ایمپلر از کف راکتور (H) تعداد پره‌های ایمپلر (Z) زاویه پره‌ها (β) اهداف بهینه‌سازی: بهبود Mixing بهبود RTD افزایش Turbulence Kinetic Energy (TKE) کاهش Dead Zone در صورت امکان کاهش توان مصرفی موارد موردنیاز در پروژه: تعریف کامل تابع هدف و قیود فرمول‌بندی مدل بهینه‌سازی پیاده‌سازی الگوریتم ژنتیک ارائه کد کامل و قابل اجرا (Python یا MATLAB) نمودارهای همگرایی الگوریتم و تحلیل Fitness تحلیل علمی نتایج و تعیین پارامترهای بهینه نگارش گزارش کامل دانشگاهی حدود ۲۰ تا ۲۵ صفحه فلوچارت الگوریتم و توضیح مراحل اجرا لطفاً پروژه در دو سطح جداگانه بررسی و قیمت‌گذاری شود: 1-روش ساده‌تر: ایجاد یک مدل تقریبی (Surrogate Model) بر اساس روابط و داده‌های مقاله و اجرای الگوریتم ژنتیک روی آن. 2-روش حرفه‌ای: اتصال مستقیم مدل CFD یا مدل هیدرودینامیکی راکتور به الگوریتم ژنتیک به‌طوری‌که هر جواب تولیدشده توسط GA از طریق شبیه‌سازی ارزیابی شود. در روش حرفه‌ای، پروژه باید تا حد امکان قابلیت توسعه به مقاله علمی را نیز داشته باشد. بنابراین موارد زیر در خروجی لحاظ شود: تحلیل علمی کامل نتایج مقایسه قبل و بعد از بهینه‌سازی بررسی اثر هر متغیر تصمیم روی عملکرد راکتور نمودارها و کانتورهای CFD مناسب برای ارائه علمی تحلیل RTD و TKE نمودارهای همگرایی و رفتار الگوریتم ژنتیک تحلیل حساسیت پارامترها ارائه نتایج به فرمت مناسب مقاله علمی/ژورنالی استخراج نتیجه‌گیری مهندسی قابل استناد لطفاً برای هر دو روش: رویکرد اجرایی نرم‌افزارهای مورد استفاده زمان انجام هزینه را جداگانه اعلام بفرمایید.