逆流多效蒸发淡碱浓缩工艺节能技术研究

建立了带有冷凝水闪蒸和溶液闪蒸等节能措施的逆流多效蒸发淡碱浓缩系统优化设计的数学模型.以系统的年总费用最小为优化目标,以生蒸汽温度、冷凝器中二次蒸汽温度及各效有效传热温度差为决策变量,提出一种新算法———遗传算法结合拉格朗日乘子法、矩阵法、迭代法求最优解.算例表明:采用冷凝水闪蒸和溶液闪蒸是有效的节能技术,生蒸汽温度、冷凝器中二次蒸汽温度对优化结果影响显著,优化设计比常规设计可节省年总费用20.1%左右.新算法对初值要求不高,能快速稳定地收敛于全局最优.     

有固相析出的多效两段蒸发 系统模型与过程模拟

建立了带有冷凝水闪蒸的有固相析出的多效两段蒸发系统的常规设计数学模型,模型将系统的相平衡关系用回归式表达,使模型可以用计算机编程求解,避免了手工计算结合查相图的烦琐的计算过程;利用矩阵方程具有结构清晰和高度模块化的特点,将系统的物料衡算和热量衡算方程组写成矩阵方程的形式,只要保留或舍弃矩阵方程中的相关块矩阵,模型就能代表没有冷凝水闪蒸或没有固相析出的多效两段蒸发系统常规设计模型;采用迭代法结合矩阵法来求解模型,算例表明,冷凝水闪蒸对多效两段蒸发系统是有效的节能措施,算法收敛速度快、收敛稳定性好。     

非理想溶液精馏优化设计

建立二元非理想溶液精馏优化设计数学模型 .该模型以精馏系统 (包括精馏塔塔体、塔顶冷凝器和塔底再沸器 )的年总费用为目标函数 ,采用抛物线法求解 .提出了保证算法稳定、收敛速度快的措施 .算例表明用本方法可迅速、方便求出二元非理想溶液连续精馏最优设计参数     

复杂并流多效蒸发系统的数学模型与矩阵解法

建立了有冷凝水闪蒸和额外蒸汽引出的复杂并流多效蒸发系统的数学模型, 常规并流多效蒸发模型只是该模型的一个特例。提出一种新算法--迭代法结合矩阵法求解模型并给出算法框图。算例表明新算法比常用的牛顿迭代法和Broyden法效率更高,具有对初值要求不高、收敛稳定性好、收敛速度快等优点。对三效并流蒸发蔗糖水溶液系统,采用冷凝水闪蒸和引出额外蒸汽将原料液从26.7 ℃预热至90 ℃,约可节省16%的加热生蒸汽,节能效果显著。     

水电联产低温多效蒸发海水淡化系统优化研究

在对带有冷凝水闪蒸和海水预热的低温多效蒸发海水淡化系统进行物料和热量衡算的基础上,建立了相应海水淡化系统并叉流流程下水电联产系统优化的数学模型.该模型以单位产量淡水成本最小为优化目标,利用Matlab工具箱编制了求解程序,对水电联产系统数学优化模型进行了求解,分析了效数、加热蒸汽流量和系统规模对单位产量淡水成本的影响,并将水电联产优化设计、水电联产等温差设计和无水电联产等温差设计3种方案下的单位产量淡水成本进行了比较.计算结果表明:参数相同情况下,水电联产优化设计和无水电联产等温差设计相比,最大可节约淡水成本87.54%.水电联产低温多效蒸发是降低海水淡化成本的有效途径.     

并流回转干燥器优化设计研究与软件开发

建立了以并流回转干燥系统的年总费用为目标函数的优化设计数学模型 ,用单变量优化方法———黄金分割法求解 .应用可视化编程语言VisualBasic 5 .0开发回转干燥器优化设计软件 .该软件采用面向对象的编程技术 ,可脱离VB设计开发环境独立运行 .算例表明 :本文的数学模型和软件为回转干燥器的优化设计提供了更合理、更有效的手段 .     

并流喷雾干燥器优化设计数学模型与软件开发

以喷雾干燥系统的年总费用为目标函数建立优化设计数学模型,用菲波那契法求解.喷雾干燥器优化设计软件采用可视化编程语言Visual Basic 5.0开发,软件界面友好、操作方便、运行可靠稳定.将其应用于牛奶并流喷雾干燥器的优化设计,算例表明优化设计数学模型和软件为喷雾干燥器的设计提供了较合理、有效的手段.     

面积约束下船舶舱室声学布局优化设计的理性准则法

给出了船舶舱室声学布局优化通用模型的数学表达式,解决了舱室声学布局优化设计难以定量化描述的难题.基于该通用模型,研究考虑舱室面积约束和非标准空间约束的声学布局优化设计问题,给出了求解这类问题的理性准则法.针对常规舱室面积约束的声学布局设计,通过建立改进的计权指派系数矩阵,采用基于匈牙利算法的准则法求解;针对待分配空间数量不等于待分配舱室数量的非标准空间约束,提出基于排序不等式的非标准空间布局准则法.通过算例分析,验证了面积约束条件下舱室总体声学布局优化的理性准则法有效性.     

精馏法预处理工业废水优化设计

提出用精馏法预处理工业废水的一种优化设计方法。以精馏塔（包括冷凝器和再沸器）、生物净化装置为一个系统，并以该系统的年总费用为目标函数进行求解。结果表明本文方法可作为工程设计的参考。     

导重法求解柔性机构多目标拓扑优化问题

柔性机构中为同时考虑结构的刚性和机构的柔性,研究结构整体柔度最小化和结构输出位移最大化的多目标拓扑优化设计方法.建立基于RAMP插值模型的多目标拓扑优化设计模型,采用伴随敏度分析法进行目标函数敏度分析.将导重法引入到柔性机构拓扑优化问题的求解中,推导出柔性机构多目标拓扑优化问题的迭代表达式.对柔性机构的典型算例进行拓扑优化计算,算例结果表明,基于RAMP插值模型结合导重法求解柔性机构多目标拓扑优化问题具有设计变量少、收敛速度快、优化效率高的特点,上述方法的结合为求解柔性机构多目标拓扑优化问题提供了一条新途径.     

并流多效蒸发系统的计算机辅助计算

建立了带有冷凝水闪蒸和额外蒸汽引出的并流多效蒸发系统工艺计算的数学模型 ,用计算机辅助计算方法求解 .算法用VisualBasic 5 .0编程实现 .算例表明 ,计算方法快速、准确 ,对四效并流蒸发蔗糖水溶液系统 ,引出额外蒸汽将原料液从 2 6 .7℃预热到 6 0℃进料并利用冷凝水闪蒸可节省加热蒸汽约 11% .     

遗传进化算法在船舶初步设计中的应用

在船舶初步设计中,船体主尺度的选择将影响船舶寿命期内的使用性和经济性,问题的研究可归结为多目标非线性规则,在探讨遗传算法（ＧＡ）机理的基础上,提出了优化设计方法－－遗传进化算法（ＧＥＡ）,解决了ＧＡ中品质计算模块的重复调用和子代品质波动的问题,提高了优化算法中寻求全局最优解的效率。文中将ＧＥＡ应用于２３．６万ｔ巨型油船的主尺度优选,同时给出应用正交优化设计方法的优化结果,应用结果表明：ＧＥＡ是一种     

车用平行流式冷凝器流程扁管数布置的优化设计

基于平行流冷凝器换热和压降的理论计算方法、拉丁超立方实验设计方法;多项式响应面模型以及惯性因子改进和模式改进的粒子群优化算法,提出一种车用平行流冷凝器流程扁管数分配的优化设计方法;并采用该方法对某平行流冷凝器进行优化设计。结果表明,在设计工况下,优化后的冷凝器换热量较原始模型提高了3. 6%,冷媒压降降低了21. 4%。在非设计工况下,优化后的平行流冷凝器换热量较优化前分别提升了4. 5%和5. 3%,冷媒压降分别降低了19. 7%和18. 5%。     

乡镇输配水工程优化设计方法研究

输配水工程在给水系统投资和年费用中占有相当大的比例。文章以年费用最小为目标函数 ,应用网络理论和动态规划进行乡镇输配水工程优化设计研究 ,建立了优化设计数学模型。在研究中 ,考虑了峰谷电价和需水量在时间上的变化问题。以某镇输配水工程为背景 ,作了实例计算分析 ,说明了该方法设计乡镇输配水工程 ,可明显节省年费用。     

KdV方程的二次B样条有限元孤立子模拟

应用Bubnov-Galerkin方法及二次B样条有限元方法,得到一种数值计算解KdV方程的方法,对其产生的五对角矩阵方程用数值线代数的Doolittle三角分解方法求解,并对这种格式的线性稳定性进行了分析研究。结合孤立子模型编写了该算法的计算机程序,从而得到了给定初边值条件下的KdV方程数值模拟结果。     

蜂窝体催化燃烧反应器中流动特性的数值模拟

研究了伴有反应条件下蜂窝体催化反应器的流动性能。建立了包括流动、传热和传质的反应器模型,使用有限体积法求解模型方程组,基于模拟结果分析了进口浓度、进口温度、进口流速、反应活性等操作参数对流动性能的影响,结果表明通道内速度分布仍为抛物线型;对压降的模拟结果与哈根泊谡叶方程的计算结果的比较表明,后者用于反应器压降设计偏差较大,文中分析了产生偏差的主要原因.     

一类边值问题的高效解法

在差分方程分块记法的基础上,将泊松方程的第三边值问题拉普拉斯差分算子的特征矩阵分解为能应用快速高立叶变换（FFT）算法的正弦函数矩阵和余弦函数阵两部分,并将FFT算法与快追赶法给合起来,建立了泊松方程第三边值问题的一种高效算法。     

基于全寿命抗震性能的近海桥梁结构多目标优化设计方法

投资-效益准则是基于结构性能抗震设计的重要原则,它所追求的设计目标是在结构的初始造价与地震损失期望之间达到一种和谐的优化平衡,使结构在全寿命周期内总费用最小.在以上的单目标优化模型基础上,提出了考虑结构初始造价、损伤期望、检查和维护费用、拆除费用及残余价值和环境污染费用的多目标全寿命优化设计模型.基于所提出的多目标优化设计模型,应用精英保留非劣排序遗传算法,建立了以截面尺寸、纵筋和箍筋的配筋率为决策变量的近海桥梁结构全寿命抗震性能多目标优化设计模型,并给出了优化设计流程及具体实现.结果表明:得到的非劣解在目标空间分布均匀,算法收敛性和鲁棒性较好.