基于(火用)效率目标的环冷机余热回收系统操作参数优化

摘要：针对烧结环冷机余热回收利用率不高的难题，采用分析法建立了评价某钢铁厂烧结环冷机余热回收系统运行效率的效率模型。基于多孔介质模型、局部非热平衡方程、真实气体SRK方程建立环冷机内气固两相换热模型。通过CFD仿真模拟，探究料层高度、循环风机输入烟气温度、烧结矿底部入口风速三项可控环冷机运行工艺参数对系统效率的影响规律。结果表明，料层厚度在1～1.5 m区间每增加0.1 m，效率增加0.8%～1.1%；循环风温在100～140℃之间每增加10℃，效率增加1.4%～1.5%；烧结矿底部入口风速在0.9～1.9 m/s之间每增加0.1 m/s，效率降低0.18%～0.24%。在此基础上，基于工业运行数据建立效率正交试验优化模型，提高了该余热回收系统3.42%的效率。     

基于L0优化的网格曲面特征线提取算法

基于网格曲面特征线的稀疏分布,提出一种优化的特征线提取算法。对于给定的网格,在每个面上计算一个值或向量作为输入。对输入的度量建立L_0优化模型,使其在网格边上的跃变尽可能少且优化前后的变化较小。给出基于变量分裂技术与罚函数方法的交替方向优化算法,并引入一种迭代的策略提升解的稀疏性,以取得更高质量的特征线。实验结果表明,该算法能有效提取网格曲面的特征线,与Crest lines算法、变分算法等相比,提高了特征线提取的质量和带噪数据的鲁棒性。     

某机耕天桥支架设计优化与施工技术

在山海高速ZK24+272机耕天桥施工中,针对满堂支架方案进行优化设计,并从设计、施工、周转使用等方面进行比较分析,提出钢管贝雷架+脚手架和型钢少支架+脚手架方案,结果表明优化后的方案不仅结构简单、布局合理、施工方便、周转灵活,而且降低了施工成本,缩短了工期,确保工程安全如期完成。     

结合优化支持向量机与K-means++的工控系统入侵检测方法

针对工业控制系统传统单一检测算法模型对不同攻击类型检测率和检测速度不佳的问题，提出一种优化支持向量机和K-means++算法结合的入侵检测模型。首先利用主成分分析法（PCA）对原始数据集进行预处理，消除其相关性；其次在粒子群优化（PSO）算法的基础上加入自适应变异过程避免在训练的过程中陷入局部最优解；然后利用自适应变异粒子群优化（AMPSO）算法优化支持向量机的核函数和惩罚参数；最后利用密度中心法改进K-means算法与优化后的支持向量机组合成入侵检测模型，从而实现工业控制系统的异常检测。实验结果表明，所提方法在检测速度和对各类攻击的检测率上得到明显提升。     

多排陶粒混凝土复合砌块结构优化设计分析

随着我国建筑节能工作的全面推进和不断深化,促进了新型墙体材料的研究和应用.参考相关规范,选取砌块主规格:长×宽×高=390 mm×240 mm×190 mm,根据空心砌块不同孔排数、交错程度和孔洞率,设计12种内部结构不同的空心砌块.通过有限元软件ABAQUS和加权求和法对混凝土自保温空心砌块进行结构优化设计,将优化后的砌块结构浇制成陶粒混凝土空心砌块,空心砌块孔洞由正交试验优化后的泡沫混凝土填充,定量分析不同配比条件下各种材料对泡沫混凝土热工和力学性能影响程度的大小,得到最优配比:水灰比41％,粉煤灰20％,碳酸锂0.16％,聚羧酸减水剂0.075％,微硅粉含量4％和硬质酸钙0.2％,泡沫混凝土的导热系数和抗压强度分别为0.0602 W/(m·K)和5.2 MPa.结合有限元数值模拟和试验研究,制得优化后的陶粒混凝土复合砌块,平均传热系数▉KC3=0.61 W/(m2·K),平均抗压强度10.11 MPa,强度等级达到MU10,同时满足节能65％的要求.     

无人机复合材料尾翼结构的优化设计

建立了无人机复合材料尾翼结构的分析和优化模型,在结构初始尺寸的基础上,首先以复合材料失效因子和金属结构许用应力为约束,开展了以结构质量最小为目标,以各部件厚度为设计变量的优化设计。在尺寸优化结果的基础上,采用等效弯曲刚度法优化得到了层合板的最优铺层顺序。优化结果表明:优化后尾翼的结构质量明显降低,静力计算结果满足设计要求。     

NSGA-Ⅱ和NSGA-Ⅲ应用于换热网络多目标优化的对比

针对换热网络多目标优化问题，采用目前应用较广泛的两种多目标遗传算法，即NSGA-Ⅱ和NSGA-Ⅲ，对两种算法的性能进行对比研究。案例研究结果表明，NSGA-Ⅱ算法比NSGA-Ⅲ算法运行效率更高，NSGA-Ⅲ的运行时间是NSGA-Ⅱ的2倍以上；NSGA-Ⅱ算法的应用并不严格地受限于3个目标的最大目标数量，NSGA-Ⅱ在求解大于3个目标的多目标优化问题时也可能具有良好的性能，目标数量并非选择NSGA-Ⅱ和NSGA-Ⅲ算法的严格标准。对10×5换热网络案例进行4个相关目标改造优化时，从换热网络的单一性能指标来看，NSGA-Ⅱ算法更容易获得各目标的极值。从最小年度总费用的评价指标来看，两种算法的最优方案效果相近。对7×3换热网络案例进行6个目标的优化时，NSGA-Ⅲ算法得到各目标的极值较优。从最小年度总费用的评价指标来看，NSGA-Ⅲ算法获得的投资费用和年度总费用更小。对于目标函数数量不超过3个，或者3个以上具有一定相关性的多目标优化问题，推荐优先使用NSGA-Ⅱ算法实现快速寻优；而NSGA-Ⅲ算法由于其基于参考点的选择机制，运行效率较慢，更适合用于收敛困难的高维多目标优化问题。     

改进主成分法在钻削工艺优化控制中的应用

为提高钻削过程的生产效率,研究一种基于改进主成分分析的参数优化模型,对不锈钢钻削工艺参数进行优化选择。以AISI 304不锈钢的钻削工艺参数为研究对象,融入犹豫模糊思想,构建参数优化决策矩阵,使之更加符合实际生产过程,进一步提高了参数优化设计的可靠性。然后在主成分分析的基础上,通过主效应分析得到3组初步优化结果,结合径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络进行寻优搜索,最终得到改善效果良好的3组工艺参数组合。将改进主成分法应用于钻削工艺加工过程中,当3组改善后的工艺参数组合(螺旋角,(°);进给速度,mm/min;主轴转速,r/min)分别为(25,10,900)、(25,11,700)和(26,11,1 000)时,可使改善后钻削工件的表面粗糙度、后刀面磨损量以及钻头振动加速度分别达到Ra 3.154 5μm、0.072 1 mm以及0.134 4 m/s~2。将参数优化决策矩阵与主成分分析法相结合,得到最优模糊工艺参数,解决了主成分分析法易造成信息损失的问题,同时使生产决策者可以根据实际生产情况选择合适的工艺参数组合。所得参数优化结果较之于响应曲面模型,效果改善显著,证明方法是有效的。     

缝洞型油藏注氮气吞吐参数优化研究

针对缝洞型油藏注气井低产低效的问题，基于AD19井的地质模型，研究周期注气量、注气速度、闷井时间、采液强度等参数对注气效果的影响，考虑地质因素的不确定性，建立不同充填类型的数值模型，形成不同充填条件下的注气参数优化图版。研究结果表明，砂泥充填的储集体，应该选择小注气量、低注气速度、低采液强度、长闷井时间的注气技术对策；垮塌充填的储集体，应该选择大注气量、高注气速度、高采液强度、短闷井时间的注气技术对策。实例研究表明，该图版的符合率达到78%，可以作为矿场注气参数选取的一种可靠依据。该研究为缝洞型油藏提质增效奠定了科学的理论基础。