基于Dragon描述符与改进的决策树-遗传算法的反应溶剂设计方法

反应溶剂被广泛应用于液-液均相有机合成中，能够大幅度提高反应速率与选择性，有助于绿色合成新工艺路线的开发。提出了一种基于Dragon描述符与SMILES (simplified molecular-input line-entry system)编码的计算机辅助(computer-aided molecular design, CAMD)反应溶剂设计方法。首先，利用决策树-遗传算法构建可定量预测反应速率常数k的反应动力学模型；基于构建的反应动力学模型，提出了集成决策树-遗传算法与CAMD设计方法，通过SMILES分子编码算法生成同分异构体，并利用Dragon软件计算描述符大小，建立由目标函数与约束方程组成的混合整数非线性规划(mixed integer nonlinear programming, MINLP)模型，进一步采用分解算法对模型进行优化求解，从而实现反应溶剂设计目标；最后，以Diels-Alder反应为例，验证了该方法的可行性与有效性。     

基于遗传算法的反应精馏塔的综合与设计

基于遗传优化算法,提出了一种通用于反应精馏系统的综合与设计方法:以经济指标TAC最小值为目标,总塔板数、进料位置、回流比、滞液量等作为决策变量,并采用遗传优化算法对决策变量进行优化计算并搜索出最优操作点,实现反应精馏系统的经济效益最大化。利用醋酸甲酯的反应精馏系统来评价所提出的设计策略,结果表明,该设计实例能在保证产物摩尔分数达到要求的前提下,获得总体效益最大的设计系统,说明该设计方法可以设计出较好的反应精馏塔。     

基于遗传算法的萃取精馏溶剂概念设计

基于遗传算法思想对丁醇-乙酸丁酯物系的革取精馏溶剂选择问题进行了概念设计，经比较筛选出塔顶产物分别是乙酸丁酯和丁醇时的较佳溶剂为1，3-丙二醇和硝基丁烷。分别以1，3-丙二醇和硝基丁烷为溶剂，应用精馏过程模拟软件ProⅡ确定了苹取精馏流程及相应的工艺操作条件；通过对比两种流程的塔设备、能耗，操作条件、产品等方面，认为1，3-丙二醇是分离丁醇-乙酸丁酯共沸物系的较适宜溶剂。模拟计算结果表明，该概念设计方法是有效的，能为工业生产提供理论基础。     

溶剂法合成1-氨基-4-萘磺酸钠方法的改进

用以邻二氯苯为溶剂的液相磺化法代替固相烘焙磺化法,在表面活性剂Tween-60和邻二氯苯存在的条件下,1-萘胺和硫酸经铵盐化、转位磺化、加碱(Na2CO3)成盐合成了1-氨基-4-萘磺酸钠。考察了不同有机溶剂、磺化反应时间、表面活性剂、母液套用对反应的影响。得到的最佳工艺条件为:1-萘胺35.8 g、w(H2SO4)=80%的硫酸33.6 g、邻二氯苯150 mL、Tween-60 1.5 g,磺化反应时间6 h,在该条件下1-氨基-4-萘磺酸钠收率可达90.6%。     

基于改进的遗传算法设计萃取精馏萃取剂

将Mod.UNIFAC基团贡献法与改进的遗传算法相结合,进行萃取精馏萃取剂的分子设计。采用了一种简单易行的新编码方案,使合成的分子形式简单,便于链接数据库计算各种性质。提出了跨代精英选择策略,错位交叉算子,滞后变异算子,使设计出的分子结构稳定且形式多样,有效地避免了遗传算法不易得到全局最优解和容易提前收敛的问题。给出了分子设计的主要流程和方法,并编制了相应的计算机程序,将其应用于丙酮-甲醇体系,得到了水和乙二醇等萃取剂。结果表明,文中提出的方法对相对挥发度的预测精度高于文献值,同时检验了该方法的可靠性。     

渤海油田基于决策树模型的侧钻设计方法

调整井作业是稳产老油田的重要手段,调整井设计是实现调整井作业的核心环节,侧钻井设计是目前渤海油田调整井设计的重中之重。该文以渤海油田成功应用的多种侧钻技术为基础构建侧钻设计决策树模型,并以某口井为例进行分析验证,结果表明,采用决策树模型可以精准分析该井前期出现的问题,精细设计每一项应对方案,从而优选侧钻技术,实现降本增效。     

一种基于改进遗传算法的摄像机自标定方法

提出一种基于改进遗传算法的摄像机自标定方法,本方法把Hartley定义的简化Kruppa方程转化为目标函数,利用将遗传算法与局部直接搜索法相结合的混合遗传算法求目标函数的最小值,进而求得摄像机的内参数。改进了传统的基于Kruppa方程的自标定方法易陷入局部最优解的缺点。实验结果表明,该方法简单、有效。     

基于高阶基团贡献法与COSMO-SAC模型的溶剂设计方法

提出了一种基于高阶基团贡献法与类导体屏蔽片段活度系数模型（conductor like screening model-segment activity coefficient, COSMO-SAC）的计算机辅助溶剂设计方法（computer-aided molecular design, CAMD）。首先,基于高阶基团贡献法（higher-order group contribution, GC⁺）与COSMO-SAC模型构建GC⁺-COSMO方法,关联分子基团组合与表面屏蔽电荷密度分布[σ-profiles, p(σ)]、分子空腔体积V_c,实现对二者的高通量预测;然后结合基于简化分子线性输入系统（simplified molecular input line entry system, SMILES）的异构体生成算法与GC⁺-COSMO方法实现CAMD技术对异构体的识别及性质区分;最后,通过目标函数与约束方程组成的混合整数非线性规划模型（mixed integer nonlinear programming, MINLP）来建立溶剂设计问题,进一步采用分解式算法优化求解,实现溶剂优化设计目标。基于以上模型和方法开展了狄尔斯-阿尔德（Diels-Alder, DA）竞争性反应溶剂设计,验证了提出的方法的可行性与有效性。     

复合橡胶溶剂抽出物的方法改进

优化索氏抽提法测定复合橡胶溶剂抽出物的方法进行改进。在测定方法 GB/T 3516-2006的基础上,研究试样形状、回流速率和抽提时间对三种不同成份的复合橡胶溶剂抽出物的影响。结果表明试样形状为细长条,回流速率控制在20次/h,抽提时间为20 h,溶剂抽出物质量分数最高。优化后的方法细化了试验因素,能够为测定标准的修订提升提供依据。     

考虑选择性和反应速率的多目标制药反应溶剂设计

药物研制过程存在着大量的液–液均相有机反应,合适的反应溶剂能够大幅提高此类反应的反应速率与选择性,从而提高合成效率,提升药物质量。以2,4-二氯-5-硝基嘧啶与对氨基苯腈的芳香亲核反应（S_NAr）为研究对象,采用计算机辅助分子设计（computer-aided molecular design, CAMD）的方法进行反应溶剂设计。首先使用量子力学（quantum mechanics, QM）计算的方法获得少量溶剂中的反应速率常数并通过反应动力学模型与溶剂性质关联,然后构建同时考虑选择性和反应速率常数的混合整数非线性规划（mixed-integer nonlinear programming, MINLP）的多目标优化模型,最后采用分解式算法对模型优化求解,实现制药反应溶剂设计的目标。     

用改进的实数编码遗传算法估计反应动力学参数

通过理论分析和模拟实验研究了遗传算法中实数编码线性交叉操作的效率,提出了一种优化分布线性交叉操作策略,使子代个体在搜索空间内达到均匀分布,具有很高的搜索效率。用这种改进的实数编码遗传算法进行正丁烷选择氧化反应动力学参数估计,取得了良好的效果。     

基于改进遗传算法的浇口位置优化设计

为了克服标准遗传算法在搜索过程中收敛速度慢和易陷入早熟等缺点,提出基于物种进化模型和Kriging模型的多种群遗传算法。通过与注塑模流动数值模拟程序结合,对手机壳上面板浇口位置进行优化设计,结果表明:算法能有效应用于浇口位置优化设计,从而提高制件的品质性能。     

热偶精馏过程模拟优化方法的改进——人工神经网络-遗传算法

采用人工神经网络和遗传算法对热偶精馏分离过程提出了一种新的建模方法和优化算法,该方法不仅能够有效地求解热偶精馏过程的数学模型,迅速地得到优化变量和目标函数的解,而且具有获得全局最优解的能力.最后通过实例说明了本方法的有效性.     

聚合物反应的溶剂效应

聚合物支载的氧化剂、还原剂、催化剂等在不同溶剂中，其反应活性有显著不同。     

基于效-费比TMD装置寻优的多种群遗传算法的改进

目前对于调谐质量阻尼器（TMD）性能的研究越来越多,但从效-费比方面对TMD减震控制系统进行经济性研究较少。为了获得最优效-费比下的TMD最优参数,同时兼顾成本控制与运算速度,对多种群遗传算法（MPGA）进行改进。改进内容包括从传统的单种群寻优转化为多种群同时寻优;改进适应度函数,满足目标优化同时兼顾效-费比。改进后该算法比传统遗传算法有更稳定的运算速度与运算精度,在TMD减振系统的设计中,不仅考虑减震效果因素和技术因素,还考虑经济因素,以使安装的成本和效果达到良好的平衡,既达到预期效果,又保护环境资源。     

基于遗传算法的分子设计初探

本文介绍了一种基于遗传算法思想的计算机辅助分子设计（CAMD）方法，该法以DUNIFAC法基团形式进行基因编码，并对基础遗传算法中的选择，杂交和变异等算子进行了修正，同时提出了倒身和单性两个新的操作算子，最后用实例说明该方法的有效性。     

基于一种改进的自适应遗传算法估算环已烷自催化氧化反应动力学参数

A modified genetic algorithm of multiple selection strategies, crossover strategies and adaptive operator is constructed, and it is used to estimate the kinetic parameters in autocatalytic oxidation of cyclohexane. The influences of selection strategy, crossover strategy and mutation strategy on algorithm performance are discussed. This algorithm with a specially designed adaptive operator avoids the problem of local optimum usually associated with using standard genetic algorithm and simplex method. The kinetic parameters obtained from the modified genetic algorithm are credible and the calculation results using these parameters agree well with experimental data. Furthermore, a new kinetic model of cyclohexane autocatalytic oxidation is established and the kinetic parameters are estimated by using the modified genetic algorithm.     

改进遗传算法在Claus脱硫反应动力学研究中的应用

Claus工艺中硫化物会与气体中的甲烷反应生成少量的CS_2,从而对体系的反应速率产生影响。为了建立该复杂体系的完整宏观动力学以纠正反应器开发和放大过程中带来计算结果的偏差,本工作基于传统的Claus脱硫反应动力学模型,通过引入修正参数β来修正原料气中CS_2存在对反应速率的影响,并采用局部最优化算法与遗传算法相结合的算法对动力学模型参数进行了估值。统计检验和残差分析表明所建立的模型是适定的,估值结果是可信的。     

基于遗传算法和有限元方法的

以遗传算法作为工艺条件的优化方法，以化学反应过程的有限元模拟方法作为目标函数的求解方法，可以建立化学工艺的优化系统。以硅橡胶材料的硫化反应为例，建立了面向设定值的反应效率优化模型，确定了相关的决策变量，叙述了优化问题的求解步骤。最后通过典型算例展示了工艺条件的优化过程。