线性信赖域算法在给水管网优化设计中的应用

提出了将给水管网优化设计分解成管径优化和流量优化的方法.对于管径优化,以不同管径管长为优化变量,建立某一流量分配下的线性规划模型.利用管道造价公式和水力计算公式,建立以流量分配为优化变量的非线性规划模型.在计算过程中,采用单纯型法求解线性规划模型,用带有约束的信赖域法求解非线性规划模型,两种算法交替计算.算例表明这一方法是可行的,能得到管网的优化设计方案.     

图论在环状管网水力计算中的应用

本文针对大型环状管网具有多连通性质,拓朴关系复杂的特点,在求解非线性方程组的水力计算中存在收敛速度慢、存储量大等问题,提出运用图论建立环状管网的图模型,导出流量分配的矩阵方程式,把复杂的水力计算转化为求解未知数与管网环数相当的代数方程组,并构造出计算流量的迭代格式,方便地解决了环状管网的流量分配问题.     

用广义简约梯度法求管网经济管径

本文针对提水灌溉管网设计中，管段流量分配对经济管径的影响，采用了非线性优化中的广义简约梯度法，构造了一个无需假定流量分配的管径优化设计算法。本文算例表明这一算法具有良好的收敛性，并且在管径优化的同时，作为从属状态的管段流量也达到了最佳的分配形式。该算法通过求解线性规划模型最终得出经济规格的管径，获得了较满意的效果。     

用广义简约梯度法求管网经济管径

本文针对提水灌溉管网设计中，管段流量分配对经济管径的影响，采用了非线性优化中的广义简约梯度法，构造了一个无需假定流量分配的管径优化设计算法．本文算例表明这一算法具有良好的收敛性，并且在管径优化的同时，作为从属状态的管段流量也达到了最佳的分配形式．该算法通过求解线性规划模型最终得出经济规格的管径，获得了较满意的效果     

给水管网优化设计的新方法—广义简约梯度法

本文讨论了城市给水管网设计中管段流量分配对经济管径的影响,采用非线性优化中普遍认为是行之有效的广义简约梯度法(GRG)构造了一个无需假定流量分配的管径优化设计算法。本文算例表明这一算法具有良好的收敛性,并且在管径优化的同时,作为从属状态的管段流量也达到了最佳的分配形式。该算法通过求解线性规划模型最终绘出标准规格的管径。     

复杂河网引清流量优化分配模型

根据物质守恒原理,建立复杂河网引清流量优化分配模型,以实现引清调度优化。鉴于模型中河段水质与流量的隐函数关系,利用罚函数法进一步优化模型的非线性约束,使河段水质目标呈隐式表达形式,达到减少决策变量与约束条件的目的。建立不同初始点为搜索起点,利用模式搜索法对优化模型进行求解。求解结果表明,不同初始点对求解结果影响明显。进一步分析河段污染物衰减的影响因素,并以参数形式表征水动力的影响,从而建立河段引清流量的修正模型。将修正模型应用到福州内河的引清流量计算中,计算结果表明,修正计算结果比试算法结果减少7.2 m3/s,大大减少了引清流量,较好实现了引清流量的优化分配。     

基于改进布谷鸟算法的城镇环状给水管网优化

城镇环状给水管网的优化设计对于降低整体工程造价起到重要作用.以管网投资总费用最小为目标,以各管段管径为决策变量,构建了环状管网的离散非线性优化模型.针对环状管网优化模型中等式约束多、决策变量离散化、极易陷入局部最优等问题,提出了一种耦合水力模拟引擎的布谷鸟算法(CS-EPANET).此外,通过螺旋更新机制,进一步平衡了...     

喷灌系统优化设计混合模型及其求解方法

本文提出了喷灌系统优化设计的混合模型及其求解方法，对于该模型中管网优化块角结构线性规划子模型提出了新的算法，该方法在求解此类问题时比单纯形法快得多，这就与大中型喷灌系统的优化设计提供了可能。     

给水管网的优化布置与设计

在以往的灌溉中为了实现加压输水系统的优化设计,经建立了许多模型,这些模型主要用于水分配网络的分析和设计,其中供水管线的布局大部分是固定的,从而限制了供水管线的布局以及系统的其他特性进一步的优化。本文提出了一种混合优化方法,包括两种计算方法,线性规划(LP)和混合整数规划(MIP),前者适合于线路布局优化,后者则更适合于设计优化。将这两种算法组合起来,建立了给水管网优化布置与设计模型,并且应用于给水管网的优化设计,在所有可行路径中寻找成本最小的路径。     

整数规划的分支定界在水泵选型中的应用

以泵站系统效率最高为目标函数，以水泵台数为优化变量，以流量变化为约束条件，建立了水泵优化选型模型。采用整数规划的分支定界模型求解，运用该方法，既可以提高计算效率，又可以在较大解空间范围内获得最优水泵组合方案，使选型结果最优。     

树状给水管网的优化

本文根据树状给水和网的特点，分别建立了重力和泵站加压树状管网优化计算的一规划模型，应用上述模型，可进行单水源树状管网的优化计算。     

自压式树状管网神经网络优化设计

应用Hopfield神经网络模型的优化计算原理与方法, 建立了自压式树状管网神经网络优化设计模型, 并用计算机软件模拟方法求解. 研究表明: 人工神经网络法是快速求解自压式树状管网非线性规划模型的一种新方法, 结合两级优化算法可以实现树状管网全局最优设计.     

泵站加压式树状供水管网优化设计研究

针对传统供水管网优化设计时未考虑整个管网的首末水头约束问题,提出了以管网系统年折算费用最小为目标函数,以水泵扬程和具有标准管径的干、支管管道长度为决策变量的泵站加压式树状供水管网优化设计数学模型。在该模型中,假定水泵扬程已知,将管网优化问题转化成管网投资线性子模型问题,并采用大系统分解-动态聚合方法对该子模型进行求解。研究结果表明,该方法寻优能力强,且计算时间短,计算结果精度较高,为泵站加压式树状供水管网系统优化设计提供了一种可行而有效的新方法。     

模糊线性规划在微灌干管管网系统优化中的应用

微灌干管管网各支管入口处压力具有模糊性，即该处压力在一定范围内变化不会影响工程正常运行。针对这一特点，本文分别建立了起点水压未给和已给的微灌干管管网系统优化设计的模糊线性规划数学模型，在模型的求解过程中，通过适当的变换，将模糊线性规划问题转化成一般线性规划问题，采用单纯形法求解。根据所建立的起点水压未给的微灌干管管网系统优化设计的模糊线性规划数学模型，可确定泵站扬程未定的机压微灌干管管网系统优化设计方案；根据所建立的起点水压已给的机压微灌干管管网系统优化设计的模糊线性规划数学模型，可确定泵站扬程已定的加压和自压微灌干管管网系统优化设计方案。与普通线性规划问题相比，这一方法可使设计结果更为经济合理。     

胶凝面板堆石坝优化设计

采用非线性数学规划法对胶凝面板堆石坝进行断面优化设计,建立了以大坝的关键几何尺寸为设计变量,以造价为目标函数,以坝体稳定、应力、应力水平及几何尺寸为约束条件的优化设计数学模型,并采用罚函数法求解此优化模型。与原设计方案比较,优化设计方案的堆石方量少、造价低。与普通面板堆石坝相比,胶凝面板堆石坝的优化方案坝坡可以更陡,堆石方量更少、造价更低,且满足应力、稳定的约束条件,得到的断面安全可靠、经济合理。     

基于安全性和经济性多目标优化的岩质边坡锚固计算方法

以节理岩质边坡为研究对象,基于塑性力学的极值理论,将滑动面的安全系数和锚固造价共同作为目标函数,将锚固力方向、锚杆长度、结构面的剪力和法向力作为决策变量,结合岩块的平衡方程约束条件、结构面的屈服条件和锚杆的附加约束条件,建立安全性和经济性多目标的岩质边坡锚固非线性数学规划模型,最后采用线性加权和法求解多目标规划模型得到安全系数、锚固造价的最优值以及最优锚固角,该方法具有概念明确、计算精度高等特点。     

供水管网优化模型比较研究

以寻找工程实践中最可行的管网优化模型为目的,通过理论分析和实例计算对工程中常用的单目标线性规划模型、多目标线性规划模型和单目标非线性规划模型进行对比研究。结果表明,单目标非线性规划模型具备较强实用价值。三类模型的比较研究也为进一步改进管网优化设计方法提供了新的思路。     

井群泵站经济运行方案研究

井群泵站运行方案的选择直接影响泵站运行费用。建立井群泵站水泵并联运行的非线性能量方程组,通过牛顿迭代法求解并联运行水泵工况点结合两部制电价计算出各运行方案对应的单方水耗电费。以井群泵站日运行耗电费最小为目标函数,建立了优化运行方案的线性规划模型。结果表明:优化运行方案中单方水耗电费低的方案所分配的运行时间长,符合预期;设计供水规模下优化方案比原方案节约日耗电费5.14%。对类似工程实现高效经济运行具有参考意义。     

用两级优化法进行喷微灌配水支管设计

采用两级优化设计模型进行喷微灌支管设计，第一级优化采用拉格朗日法求解非线性规划模型，以年费用最低为目标函数，以连续管径为决策变量，获得一组最优管径组合。第二级采用枚举法进行优化设计，在第一次连续管径基础上，按照施工要求的变径数，选择出靠近连续管径的几个商用管径，以年费用最低为目标函数，以管径和管长作为决策变量，获得最优管径和管长组合，最后计算出各节点的水压力。该方法不仅使年费用最低，而且满足了施工要求，可直接用于喷微灌支管的施工设计。     

改型面板堆石坝及其断面优化设计

以一种改型面板坝为研究对象，探讨了堆石坝断面设计的新方法，建立了断面优化设计的数学模型，采用非线性数学规划求断面最优尺寸。结合公伯峡坝计算分析的结果表明，本方法是合理的。