张春伟
- 作品数：10 被引量：32H指数：4
- 供职机构：上海理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理自动化与计算机技术化学工程更多>>
- 基于均匀性原则的大规模换热网络同步综合研究
- 换热网络是过程系统工程的一个重要组成部分,其有效综合对节能降耗具有重要意义。目前,换热网络研究方法大致可分为两类,即热力学方法和数学规划法。夹点法是热力学方法的主要代表,由于概念清晰,操作简单,在实际工程中得到了广泛的应...
- 张春伟
- 关键词：LAGRANGE乘子法
- 文献传递
- 基于场协同原理的换热网络性能评价因子
- 2016年
- 换热网络问题严重的非凸、非线性使从数学角度发现此类问题的全局最优解变得十分困难。鉴于此,本文以场协同理论为基础,建立了一种从温差场均匀性角度描述换热网络结构性能的评价因子,以期简化换热网络综合过程,获得高效的换热网络结构。首先以单体换热器的温差均匀性因子为基础,比拟出适用于换热网络的温差均匀性因子,称之为换热网络性能评价因子。继之,选择3个不同的算例,在固定结构和固定面积两个角度下分析了评价因子的有效性。最后,计算结果表明:提出的基于权重的换热网络温差均匀性因子与网络结构的总换热量之间能够形成明显的对应关系,可以准确地描述换热网络结构性能。简而言之,温差均匀性因子的值越小,对应换热网络结构的性能越好。
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- 关键词：换热网络场协同
- 基于动态拓扑结构的分布式Memetic差分进化算法同步综合换热网络被引量：2
- 2017年
- 针对标准DE(差分进化)算法在优化换热网络时出现的局部搜索能力弱、易陷入局部最优等问题,本文建立了一种基于动态拓扑结构的分布式Memetic差分进化算法,同步综合换热网络。首先,在子种群内部采用基于欧拉距离的动态拓扑结构,子种群之间采用冯诺依曼拓扑结构,有效地加快了个体之间的信息交流,保持种群多样性,扩大搜索范围。继之,结合Memetic算法思想,将Hooke-Jeeves算法作为局部搜索策略,增强算法局部搜索能力。同时,对于局部搜索获得的新解,提出了一种协作学习机制,平衡算法的全局寻优与快速收敛能力。最后,为处理整型变量,提出了两条简单有效的整型变量优化策略,使算法实现了连续变量与整型变量的同步优化。选取两个经典算例验证了算法的有效性。算法应用于算例一,相对于现有文献的最优值,本文所得结构的费用值下降了1 783$/a,表明算法的性能优于标准DE算法以及其它改进版本的DE算法。算法应用于算例二,相对于现有文献的最优值,本文所得结构的费用值下降了1 209$/a,表明算法能够有效地处理大规模换热网络问题,具有很强的鲁棒性。
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- 关键词：换热网络综合差分进化算法MEMETIC算法
- 基于局部搜索策略的混合算法同步综合换热网络被引量：2
- 2016年
- 针对复杂换热网络混合整数非线性问题,提出了一种由混沌蚁群算法、局部搜索策略和结构进化策略组成的混合算法,同步综合换热网络。首先采用混沌蚁群算法初步优化换热网络,蚂蚁个体根据混沌搜索机制遍历整个求解域。随后引入Powell法作为局部搜索策略,加强蚂蚁个体的局部搜索能力。最后结合结构进化策略,限制算法的搜索空间,优化蚂蚁个体表示的换热网络结构,并将优化后的信息反馈。蚂蚁会根据自身、邻居和反馈的信息作进一步搜索,直到算法收敛于全局最优解。通过算例对算法进行验证,结果表明,混沌搜索机制使混合算法具有很好的全局搜索能力;Powell法加强了算法的局部搜索能力,提高了求解精度;结构进化策略能够有效地缩减搜索区间,提高搜索效率。所以混合算法能够很好地兼顾处理连续变量和整型变量,适用于换热网络综合。
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- 关键词：换热网络综合混沌蚁群算法局部搜索策略
- 换热单元协进化的微分进化算法优化换热网络的性能被引量：3
- 2016年
- 采用微分进化算法应用于换热网络综合时,针对换热网络分级超结构模型中的整型变量即换热器有无问题,提出两种换热器协进化策略,分别利用差分进化原理与最小换热潜能约束实现换热单元协进化生成与消去,结合微分进化算法搜索合理的换热单元匹配。通过两个经典算例分析证明了算法的有效性,寻找到了更加符合实际生产的换热网络结构,优化结果较文献的年综合投资费用更低,用于工业生产过程中,可以稳定有效地节约成本。
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- 关键词：换热网络综合微分进化算法
- 一种适用换热网络同步综合的改进混沌蚁群算法被引量：9
- 2017年
- 提出一种适用于换热网络同步综合的改进混沌蚁群算法.在标准算法的基础上引入组织变量更新策略、新型动态邻域拓扑结构,增强算法的全局搜索能力和局部搜索能力.提出两条整型变量优化策略使算法具备优化整型变量的能力和特性.选取两个不同规模的换热网络问题对算法进行测试,其鲁棒性和有效性得到验证.
- 张春伟崔国民陈上
- 关键词：换热网络综合混沌蚁群算法
- 混沌蚁群算法应用于小规模换热网络综合问题
- 2016年
- 针对换热网络综合问题的严重非凸、非线性,采用一种混沌优化算法即混沌蚁群算法,同步综合换热网络。为充分验证混沌蚁群算法的搜索能力与特性,选择相对于固定结构更为复杂的小规模换热网络综合问题作为研究对象。同时引入Powell法作为局部搜索策略,提高算法的求解精度。选用3个小规模算例对算法进行验证,均获得了相对文献更好的换热网络设计,证明了混沌蚁群算法优越的搜索能力。
- 张春伟崔国民
- 关键词：换热网络综合混沌蚁群算法
- 一种热集成系统的动态多智能体微分进化算法被引量：10
- 2016年
- 针对热集成系统换热网络存在的严重非凸非线性与多维多极值问题,提出动态多智能体微分进化算法.结合动态更新策略,并引入多智能体算法的环境感知能力,改进微分进化算法的种群生成方式与变异机制,并增强在大规模复杂非线性系统中的全局搜索能力.通过10SP2与9SP1换热网络经典算例优化,得到最佳年综合费用,体现出了改进算法更优的全局搜索能力.
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- 采用结构进化策略的Lagrange乘子法优化换热网络被引量：7
- 2016年
- 针对罚函数法处理有约束问题时存在的不足,采用Lagrange乘子法优化换热网络。为求解Lagrange函数方程组,根据确定性方法,提出最速下降法求解策略以及Powell法求解策略。通过极小值判断机制,保证Lagrange函数方程组的解是原换热网络目标函数值的极小值。根据实际工况,提出结构进化策略,与Lagrange乘子法相结合,实现了换热网络全局最优化。通过经典算例验证了两种求解策略的有效性、准确性以及结构进化策略的通用性。与文献结果进行对比,结果表明本算法具有较强的局部搜索能力以及全局搜索能力,能够找到更优的换热网络结构,有利于在工业生产中节约成本。
- 张春伟崔国民陈上陶佳男
- 关键词：换热网络LAGRANGE乘子法最速下降法
- 一种新型Powell粒子群算法同步综合换热网络被引量：5
- 2016年
- 针对换热网络同步综合方法的不足,本文提出了一种新型Powell粒子群算法,具有传统确定性方法的高精度以及启发式方法的高效率。同时针对群体智能算法优化换热网络问题时存在的不足,提出了云记忆体和个体对立策略,有效地避免算法发生早熟现象,扩大搜索范围。为处理整型变量而提出的两条整型变量优化策略与Powell粒子群算法结合,实现了连续变量与整型变量的同步优化。最后,选取两个经典算例验证算法的性能,均获得了优于文献的结果,表明算法能够找到更优的换热网络结构,是一种处理混合整数非线性问题的有效方法。
- 张春伟崔国民
- 关键词：换热网络综合群体智能
