Comparison of Representative Heuristic Algorithms for Multi-Objective Reservoir Optimal Operation

Heuristic algorithms (HAs) are widely used in multi-objective reservoir optimal operation (MOROO) due to the rapidity of the calculation and simplicity of their design. The literature usually focuses on one or two categories of HAs and simply reviews the state of the art. To provide an overall understanding and a specific comparison of HAs in MOROO, differential evolution (DE), particle swarm optimisation (PSO), and artificial physics optimisation (APO), which serve as typical examples of the three categories of HAs, are compared in terms of the development and applications using a designed experiment. Besides, the general model with constraints and fitness function, and the solution process using a hybrid feasible domain restoration method and penalty function method are also presented. Taking a designed experiment with multiple scenarios, the mean average of the optimal objective function values, the standard deviation of optimal objective function values, the mean average of the computational time, and population diversity are used for comparisons. Results of the comparisons show that (a) the problem of optimal multipurpose reservoir long-term operation is a mathematic programming problem with narrow feasible region and monotonic objective function; (b) it is easy to obtain the same optimal objective function value, but different optimal solutions using HAs; and (c) comparisons do not result in a clear winner, but DE can be more appropriate for MOROO.

     

金属材料FV520B冲蚀模型的建立与验证

为了用数学的方式描述金属材料的冲蚀率随靶材属性、颗粒属性、环境因素的变化规律,从颗粒冲击靶材的碰撞过程入手,通过求解颗粒运动方程和碰撞的能量方程,建立了基于微切削和变形磨损的塑性材料冲蚀模型。借助金属材料FV520B的正交冲蚀试验结果,利用回归分析法获得FV520B冲蚀率计算模型,并通过方差分析和单因素冲蚀试验对计算模型进行了验证。方差分析结果表明,该冲蚀率计算模型非常显著,由模型获得的冲蚀率计算值与单因素试验结果吻合程度较高,说明该模型在预测金属材料FV520B不同环境下的冲蚀磨损时具有较好的适应性和可靠性,研究结果对叶轮材料FV520B冲蚀磨损寿命的评估具有指导意义。     

ML40Cr钢动态再结晶行为的研究

使用Gleeble-1500热模拟试验机,在不同变形条件下进行单道次压缩试验,并通过计算机和绘图仪输出压缩过程的应力-应变曲线。根据该曲线分析了变形温度、变形速度和变形程度对ML40Cr钢动态再结晶行为的影响;并且根据试验得到的应力-应变曲线做出了再结晶图,为研究ML40Cr钢的动态再结晶提供了依据。     

一种新的风电场复杂下垫面场地校准模型

针对现有方法模型简单、气象因素考虑不足和缺少异常数据检测等问题,提出一种基于相对密度离群因子（relative RDOF）异常检测和支持向量回归（SVR）组合的场地校准模型。首先,通过RDOF与四分位法对测风塔与风电机组距下垫面相同高度风速间的风速比进行异常数据检测,间接实现风速预处理;同时,根据测风塔与风电机组相同高度风切变序列的相关性,动态引入大气稳定度等级,与多种常规自然因素共同作为模型输入。然后,建立SVR场地校准模型修正风速。最后,通过算例验证,并与国际电工委员会（IEC）标准方法进行对比。结果表明,该方法可有效提升场地校准模型的风速修正精度。     

长链烷烃（n-C10~13）脱氢制单烯烃催化剂的研究Ⅰ.氧化铝载体孔结构对催化剂性能的影响

通过n-C_10～13烷烃脱氢反应考察了氧化铝载体孔结构对长链烷烃脱氢催化剂性能的影响,结果表明,氧化铝载体的总孔容对催化剂影响不大,而有效孔容（孔径分布）影响催化剂的反应性能。小孔对载体的比表面积起主要作用,并影响催化剂的Pt分散度;大孔为催化剂金属位的积炭迁移提供有效空间。Pt与载体的强相互作用对提高催化剂的活性和稳定性有利。     

常州市运北主城区畅流活水方案设计与现场验证

为改善常州市运北主城区水环境,采用数学模型计算和现场试验验证相结合的方法,开展畅流活水水环境提升方案研究。依据常州市区域地形和水系情况,确定主城区引水水源、引排格局和引水水量,结合现状工程条件,提出“利用长江优质水源、打造两条清水通道、新建四座活动溢流堰、形成三级水位差”的畅流活水方案。基于Infoworks ICM构建常州市主城区水动力数学模型,模拟澡港河入口水位3.80~4.00 m多种方案下,运北主城区内部河道流量分配情况,确定最佳入城水位,并结合现场试验验证了活水效果。结果表明,常州市运北主城区畅流活水方案实施后大部分河道流量显著增加,流速达7 cm/s以上,多项水质指标达到Ⅲ类及以上水平。研究成果可为其他平原河网地区水环境提升提供借鉴。     

基于视觉冗余模型的码率压缩方法

提出了一种基于视觉冗余模型的码率压缩方法,它是建立在人眼视觉特性视觉冗余模型的基础上,通过与编码标准参考软件相结合,进一步压缩编码比特数。实验结果表明,在图像质量没有明显变化的前提下,此方法在视频编码标准的基础上能进一步压缩编码比特数,平均压缩率在7%～30%左右。     

用不同收缩率纱线开发凹凸织物的体会

探讨用锦纶线和棉线开发凹凸织物的设计方法及效果。采用不同收缩率的锦纶线和棉线,通过两种纱线不同的经纬纱配比,设计了5种简单凹凸织物和一种复杂凹凸织物,并对比分析了5种简单凹凸织物的收缩率和凹凸效果,优选出了较为适宜的锦棉根数配比。认为开发凹凸织物时,不但要合理选择纱线配比,还要考虑到织物的透气性、蓬松性和保暖性以及生产成本。     

粒子群算法在河道水动力模型参数校正中的应用

参数估计一直是河道水动力模型研究的难点之一,在传统的模型参数人为经验率定方法的基础上,提出了基于粒子群算法的模型参数优化校正方法,构建了参数校正优化模型,并将参数优化校正算法与河道水动力模型进行耦合,针对淮河干流和史灌河支流组成的研究区域,采用一维河道洪水演进模型,比较了糙率系数校正方法和传统经验估算法,校正方法得到的河段糙率系数值比人为经验估计值平均大0.01,淮河干流河段糙率略大于史灌河支流河段糙率,采用校正河段糙率系数得到的河道水位过程与实测值拟合更优,特别在主峰段洪水过程模拟精度显著改善,验证了本文所提出的参数优化校正算法的有效性,为复杂河道水动力模型参数的确定提供了一种有效方法。