导读:本文包含了分级超结构法论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:分级超结构,换热网络改造,双层优化策略,遗传算法
分级超结构法论文文献综述
霍兆义,赵亮,尹洪超[1]（2016）在《基于分级超结构的换热网络改造优化》一文中研究指出建立了基于分级超结构模型的换热网络改造同步优化数学模型。该模型不依赖于夹点约束,不需要预先给定最小传热温差,能够有效权衡改造投资费用与运行费用之间的关系。改造投资费用中考虑了现有换热器的重新配置费用、现有换热器新增传热面积费用和新增换热器费用,符合工程实际要求。针对换热网络改造优化数学模型具有不连续和非线性的特点,数学模型的求解采用双层优化策略,其中表示网络结构调整的离散变量优化利用遗传算法,而表示操作参数的连续变量优化利用粒子群算法优化。2个不同规模的换热网络改造算例用于验证所提出方法的有效性。(本文来源于《热科学与技术》期刊2016年01期）
霍兆义[2]（2012）在《基于分级超结构的换热网络同步综合与改造方法研究》一文中研究指出能源供应日趋紧张是当今全球面临的巨大挑战,提高能源利用效率、发展低碳经济已经在世界范围内达成共识。在此背景下,以提高能量系统集成水平和能量回收最大化为目标的换热网络综合与改造问题已成为过程系统能量集成领域研究的热点。其中换热网络综合方法的研究起步较早,众多学者和工程技术人员投入了大量的研究精力,在学术上和工程应用方面均取得了重大进展。然而换热网络综合本质上是涉及庞大优化变量和约束条件的数学优化问题,现有换热网络综合方法在求解中等、大型换热网络综合问题时的能力仍有不足,相关研究还有待完善。另一方面,过程工业中常常需要对已经存在的换热网络系统进行改造以实现节能降耗,但是针对换热网络优化改造方法的研究相对较少,近年来这方面的研究工作正逐渐引起人们的重视。针对这两个研究方向存在的问题,本文进行了以下的研究工作：1.本文基于无分流分级超结构、有分流分级超结构和混合分级超结构分别建立了以年度总综合费用最小为目标函数的换热网络同步综合数学模型。其中,混合分级超结构将超结构的所有级划分为“有分流”级和“无分流级”,从而在数学建模之前可以预先在分级超结构的完整性和数学模型的求解难度之间进行权衡。建立在此基础上的数学模型改进了等温混合的不合理假设,使得换热网络同步综合数学模型更加严格,更加符合工程实际,但同时在模型中增加了非线性等式约束条件,该模型的全局最优化求解将更有挑战性。2.换热网络同步综合数学模型是一个复杂的混合整数非线性规划问题(MINLP)该问题具有不连续、非线性、非凸和多维等特点,属于最难于求解的NP-hard问题。求解此类优化问题的全局优化算法主要分为确定性算法和随机算法两大类,其中随机算法由于不需要利用优化函数的解析性质,在处理规模庞大的MINLP时相比确定算法显示出了较好的性能,在全局最优搜索过程中不易陷入局部极值陷阱。因此,随机性算法在换热网络同步综合领域具有非常高的研究价值和应用前景。本文针对非线性规划问题(NLP),建立了一种辅以遗传算法(GA)的改进粒子群算法(PSO),并应用于多个经典算例以验证混合优化算法的有效性。3.基于本文提出的PSO/GA混合优化算法,建立双层优化策略用于换热网络同步综合数学模型的求解。双层优化策略能够有效处理MINLP (?)司题中离散与连续优化变量之间的层次性和关联性。上层优化是考虑换热匹配选择的离散组合优化问题,采用遗传算法能够非常有效的处理离散优化问题,寻找到较优的网络结构,从而避免计算大量下层优化问题；下层优化是在换热网络结构给定情况下,以年度最小总综合费用为目标函数确定最佳操作参数的NLP优化问题,本文将初始可行解产生策略、不可行解修复方法和PSO/GA混合优化算法成功地相结合应用于下层优化问题求解。5个不同规模的换热网络综合问题求解证明了本文提出的双层优化策略非常有效。4.建立了基于混合分级超结构的换热网络同步优化改造数学模型。该模型不依赖于夹点约束,不需要预先给定最小传热温差,能够有效权衡改造投资费用与运行费用之间的关系。改造投资费用中考虑了现有换热器的重新配置费用、现有换热器新增换热面积费用和新增换热器费用,符合工程实际要求。换热网络同步优化改造数学模型也是一个复杂的MINLP模型,相比同步综合数学模型,优化变量和约束条件均有所增加。本文提出的双层优化策略同样适用于求解改造问题数学模型。4个不同规模的换热网络改造问题用于验证本文提出方法的有效性。(本文来源于《大连理工大学》期刊2012-07-01）
李秀峰[3]（2010）在《分级超结构法综合热集成的质量交换网络》一文中研究指出为应对能源危机和日益严重的环境污染问题,政府部门对工业能耗和废物排放提出更高标准,迫切要求企业实施“节能减排”。化工系统工程学的两个分支——热交换网络(HEN)和质量交换网络(MEN)综合分别可以为化工过程的节能与减排提供理论依据和技术支撑。而在对这两种网络进行优化设计时发现,他们之间又存在着交互作用,应该作为一个整体进行同步设计,即对质量交换网络进行热集成。目前这方面的研究主要集中在热集成水网络领域,问题的复杂性较低。在考虑温度影响平衡关系的热集成质量交换网络综合方面,现有研究多采用传统的夹点技术以及分步策略,对两个网络之间的交互作用考虑不够全面,难以得到全局最优解。本文在分析集成的质量交换网络综合的研究现状和发展趋势基础上,分别对热集成质量交换网络的分步、同步综合方法以及同步法在工程实例中的应用进行了研究,考虑温度对平衡关系的影响,综合得到最低的网络年度总费用,以期对工业“节能减排”提供理论依据。本论文的研究内容有：(1)采用基于分级超结构的数学规划法分步综合热集成的MEN。首先分析了连接两个网络的关键参数,将其离散化处理后组合成多个备选方案,然后对每个备选方案采用分步策略。第一步,用超结构法以总年度费用(TAC)最小为目标综合MEN；第二步,从第一步的结果中抽提出HEN综合所需数据,通过求解基于HEN超结构的非线性规划(NLP)模型,得到优化的HEN总年度费用。加和两步中的TAC结果得到该方案下两个网络的总费用,通过比较所有备选方案下的总网络TAC,以总网络TAC最小的方案为最佳方案。与文献中计算结果比较表明本方法具有更好的可行性和有效性。(2)为解决分步综合方法无法保证最优解的问题,对热集成的质量交换网络的同步综合方法进行了研究,提出热集成质量交换网络的同步超结构,以整个系统的年度总费用最小为目标函数建立非线性规划数学模型,采用自适应模拟退火遗传算法在所有优化变量构成的完整解空间内进行同步搜索,确保解的最优或近优性。分别对无贫流股再生和有贫流股再生系统的例子进行同步求解,证明了方法的可行性和有效性。(3)将同步热集成质量交换网络的思想应用于多组分、变流率并且有不同种类的设备类型可供选择的工程实例中。由于不同类型的设备有不同的操作温度范围,对于冷热流股不能事先确定的情况,分两种情况分别讨论计算,最后综合所有情况中的结果得到完整解空间内的全局最优解。最后通过合成氨凝液回收系统的工业实例证明了该方法能够有效降低系统总年度费用。(本文来源于《大连理工大学》期刊2010-06-01）
温卿云,罗行,姚平经,杨杉杉[4]（2007）在《一种分级超结构换热器网络综合优化方法及其应用》一文中研究指出对分级超结构换热器网络模型的温度计算提出了一种通用的精确解方法,同时得到了显式解析解,并以这一解析解为基础,设计了以遗传算法和模拟退火算法为主,结合最速下降法的混合遗传算法,此外还在算法中引进精英策略和结构变异策略.应用实例的计算结果显示了这一混合遗传算法对于换热器网络的参数和结构都具有良好的搜索能力.(本文来源于《上海理工大学学报》期刊2007年02期）
温卿云,罗行,杨杉杉,陈德珍,马虎根[5]（2006）在《分级超结构换热网络综合的遗传算法》一文中研究指出换热网络是石油、化工、冶金等过程工业中能量利用系统的主要设备,其结构设计的好坏决定了能量利用系统年度总费用的高低,也直接影响到企业的收益。换热网络综合的目标是合理地配置冷热流股之间以及冷热公用工程之间的换热以达到最小的年度支出总费用。因此,换热网络综合问题自提出至今一直是国内外研究的热点。(本文来源于《第叁届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集（下）》期刊2006-11-01）
分级超结构法论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
能源供应日趋紧张是当今全球面临的巨大挑战,提高能源利用效率、发展低碳经济已经在世界范围内达成共识。在此背景下,以提高能量系统集成水平和能量回收最大化为目标的换热网络综合与改造问题已成为过程系统能量集成领域研究的热点。其中换热网络综合方法的研究起步较早,众多学者和工程技术人员投入了大量的研究精力,在学术上和工程应用方面均取得了重大进展。然而换热网络综合本质上是涉及庞大优化变量和约束条件的数学优化问题,现有换热网络综合方法在求解中等、大型换热网络综合问题时的能力仍有不足,相关研究还有待完善。另一方面,过程工业中常常需要对已经存在的换热网络系统进行改造以实现节能降耗,但是针对换热网络优化改造方法的研究相对较少,近年来这方面的研究工作正逐渐引起人们的重视。针对这两个研究方向存在的问题,本文进行了以下的研究工作：1.本文基于无分流分级超结构、有分流分级超结构和混合分级超结构分别建立了以年度总综合费用最小为目标函数的换热网络同步综合数学模型。其中,混合分级超结构将超结构的所有级划分为“有分流”级和“无分流级”,从而在数学建模之前可以预先在分级超结构的完整性和数学模型的求解难度之间进行权衡。建立在此基础上的数学模型改进了等温混合的不合理假设,使得换热网络同步综合数学模型更加严格,更加符合工程实际,但同时在模型中增加了非线性等式约束条件,该模型的全局最优化求解将更有挑战性。2.换热网络同步综合数学模型是一个复杂的混合整数非线性规划问题(MINLP)该问题具有不连续、非线性、非凸和多维等特点,属于最难于求解的NP-hard问题。求解此类优化问题的全局优化算法主要分为确定性算法和随机算法两大类,其中随机算法由于不需要利用优化函数的解析性质,在处理规模庞大的MINLP时相比确定算法显示出了较好的性能,在全局最优搜索过程中不易陷入局部极值陷阱。因此,随机性算法在换热网络同步综合领域具有非常高的研究价值和应用前景。本文针对非线性规划问题(NLP),建立了一种辅以遗传算法(GA)的改进粒子群算法(PSO),并应用于多个经典算例以验证混合优化算法的有效性。3.基于本文提出的PSO/GA混合优化算法,建立双层优化策略用于换热网络同步综合数学模型的求解。双层优化策略能够有效处理MINLP (?)司题中离散与连续优化变量之间的层次性和关联性。上层优化是考虑换热匹配选择的离散组合优化问题,采用遗传算法能够非常有效的处理离散优化问题,寻找到较优的网络结构,从而避免计算大量下层优化问题；下层优化是在换热网络结构给定情况下,以年度最小总综合费用为目标函数确定最佳操作参数的NLP优化问题,本文将初始可行解产生策略、不可行解修复方法和PSO/GA混合优化算法成功地相结合应用于下层优化问题求解。5个不同规模的换热网络综合问题求解证明了本文提出的双层优化策略非常有效。4.建立了基于混合分级超结构的换热网络同步优化改造数学模型。该模型不依赖于夹点约束,不需要预先给定最小传热温差,能够有效权衡改造投资费用与运行费用之间的关系。改造投资费用中考虑了现有换热器的重新配置费用、现有换热器新增换热面积费用和新增换热器费用,符合工程实际要求。换热网络同步优化改造数学模型也是一个复杂的MINLP模型,相比同步综合数学模型,优化变量和约束条件均有所增加。本文提出的双层优化策略同样适用于求解改造问题数学模型。4个不同规模的换热网络改造问题用于验证本文提出方法的有效性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
分级超结构法论文参考文献
[1].霍兆义,赵亮,尹洪超.基于分级超结构的换热网络改造优化[J].热科学与技术.2016
[2].霍兆义.基于分级超结构的换热网络同步综合与改造方法研究[D].大连理工大学.2012
[3].李秀峰.分级超结构法综合热集成的质量交换网络[D].大连理工大学.2010
[4].温卿云,罗行,姚平经,杨杉杉.一种分级超结构换热器网络综合优化方法及其应用[J].上海理工大学学报.2007
[5].温卿云,罗行,杨杉杉,陈德珍,马虎根.分级超结构换热网络综合的遗传算法[C].第叁届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集（下）.2006