非线性优化方法优化树状网翻译

1、非线性优化方法优化树状网关键词：供热 管网 优化 非线性规划 单纯形法摘要:在本文中，管网用热水的优化提出。的数学模型，包括非线性方程组的液压限制的非线性目标函数和系统的开发。在它的基础上，确定最优路径树与使用单纯形法的计算机程序解决。对于经济估算的资本化价值的方法，它考虑投资和运营成本都用。结果呈现的真实案例研究网络与24个节点和33管部门。 ？ 2008爱思唯尔有限公司保留所有权利。1。景区简介如今，连接到节约能源的努力，需要新技术的科学知识C加热技术 4 1的ELD搜索。研究的重点是更好、更有效有效使用的主要能源 5 。如果我们把自己限制到供热能源系统，我们认为这些系统确保节省的初级能源

2、的使用过程中，可从生态角度。整个系统被表示为一个非线性方程的非线性目标functionby液压的限制和最小化的非线性函数的优化设计和尺寸管网是内德6,7。一个模拟管网的方法是线性规划，包括限制 8 优化，意义可能最好的搜索，上述问题在给定的条件下，最佳的解决方案。目前，用于求解线性规划的两种方法，两者互动，寻找一个逐步更好的解决方案，直到达到最佳值。主要是，单纯形方法着重寻找允许的解决方案在单调地内德极值点的可能的解决方案和阿德内德基向量空间的凸多面体，用。2。供热系统供热系统的目的是通过从加热源的不同用户UID 911的热能分布。该系统的压力损失的内德的非线性达西韦史巴赫方程 12 达西摩擦

3、系数cient（K）是一个功能的雷诺兹数。在层流OW范围，压力损失仅依赖于流体粘度，但在湍流范围拥有决定性的因素是管道粗糙系数相对有效，这取决于年龄，腐蚀和管材。管道粗糙系数相对系数（K / D）是一个关系的内管壁之间的绝对粗糙度和内管直径。通过管道热损失可以忽略不计。利用开发的计算机程序 13 计算出绝缘厚度。程序OW图图，和不同的静态和动态经济方法在图2。3。线性规划方法 在开始时，优化问题必须themathematicalmodel与米局限性和n个变量的非线性优化问题的designed.The常见的配置是14,15目标函数minðc1x1þc2x2þ第s个c

4、nxnÞ限制命名法 A，B，C，D，E，F常数 交流年金费用 B0 投资成本 CC 资本化成本 C0 运营和维护成本 C1 管网开支 C2 泵投资支出 C3 抽水成本 C4 的建筑开支 Ce 电价 C（QV） 目标函数 CP 泵价格 D 管内径 I 利率 管道粗糙度 k 达西 - 魏斯巴赫方程K系数 L 管长L0 残值 N 设备的寿命 NV 节点的数量 NC 管道数 P 压力 P 电源 Re雷诺数 T 管网工作时间 V 速度 QV 流量 Q 密度 摩 擦系数 f 局部损失系数G 泵效率该数学模型（2）可溶于与单纯形算法 16。在非方程形式的条件是通过引入额外的变量转移到方程式。可能的

5、盈余减去与非方程变为等式额外的变量（XN1）加入，现在我们有与条件需要考虑这一点，但它有是由于这样的事实，它的系数（CN1）为零的目标函数没有影响。 这个修改ED线性规划的补充与人工社会变量（xn + M + 1）对Nd主要内点单纯形的计算是从哪里开始。我们补充的目标函数的一个新的变量，将它的系数cient（CN + M + 1）本文社会变量为基数的确定允许的解决方案。在最后一步中，目标函数是从最小到最大型的类型：由于这一事实，即第一个结果不一定是最佳的，就执行最优测试。如果该解决方案不是最佳的新基是必需的。4。管网优化一个有效的和准确的描述我们处理管网为线性，有向图，其中UID入口点被命名为

6、提供的节点，UID退出点是用户节点和节点在没有外部OW或OW是性N 17,18目前。如果我们NE数管作为数控和内华达州的节点数为树状管网的节点数总是小于管数量与循环结构。该UID流网络从节点的方向具有较高的压力较低的节点压力是从i到j的正和负的方向。因为我们考虑RST基尔霍夫定律所说，所有流入一个节点的总和等于所有ows.the最优路径以最小的运输成本和可内德的线性规划问题的两种方法，运输法和单纯形法。garbai和krope提出的图论的方法来优化运营成本建立一个网络。他们的方法是基于Bellmann优化原则和谨慎的动态规划 19 中的应用。除宁最优路径数学模型包括资本化成本C的目标函数是最小

7、化（QV）。资本化费用每管CCJ的贴现价值的管道，泵的投资资金，建设费用和运营成本。作为资本成本取决于管道的直径，这是离散变量，和直径取决于OW，目标函数是非线性的。的数学模型，进一步的元素是液压的限制，代表代表不需要的单变量负单纯形法的管网和局限性的非线性方程。图。3显示了资本化成本和体积流量之间的非线性关系。5。区域供热系统的财务分析 由于温暖的自来水管网的使用寿命是有限的，让我们假设这一辈子后，网络是由一个新的取代。通过管网输送流体所需的泵有一个重要的短寿命比管本身。如果我们要评估与未来或现值法项目的所有设备零件的整体寿命必须是 众所周知的。资本化成本的方法被使用，包括投资和运行到无穷大

8、20的所有费用。资本化成本是投资成本重复到无穷大的现值，并表示为公式方程（10）成为关于资本成本的年金的奈德，基于贴现率，由所有的成本和收入的总和等于年度股换位。在德宁每年的成本，他们开始的管网运行和结束与开始的管网运行关闭了在每年年底在相等的部分。年金成本和资本成本之间的关系是有效的： 定义了管网的流体运输成本，我们必须考虑到，初始投资成本非常高。在第一步骤中，我们定义了绝缘管是用下面的公式的直径的函数的成本：标准直径的转换是通过运用经济方法，并提出了在21。泵的投资价值取决于利用率，每功率，气流体积和压降，与增加泵的容量产生的瓦特计算泵的价格。 泵送成本依赖于电能的价格，泵浦功率和管道的运

9、行寿命。建筑成本取决于管道直径定义管道部门及对管网的施工现场环境。图。图4示出了管的成本，泵和泵送成本和建筑成本之间的关系。 图。 5给出了算法来确定最优的分支树的路径和管道直径与使用而开发的计算机程序6。区域供热系统的优化 单纯形法和资本化成本的方法被用于区域供热系统（图6）的优化。该网络由33管部门和24个节点。热水流动的高压进入系统中的节点TOM1和T3中退出，T4，T8，T9，T10，T12，T13，T15，T20和T22，在图的其他节点。 3顷虚拟的，并且代表管道的分支。所需的管网的优化数据列于表1-3中。7。结果与讨论 利用开发的计算机程序，使管网的优化利用单纯形法两条最优分支树的

10、定义。 第一个最佳叉树，图7和表4-6，收到了第1版。这是这样，当在通道上的标准直径，我们只考虑管成本，同时在目标函数中，我们考虑所有成本（C1，C2，C3和C4）。表5的主体是管道直径，体积流量，流速和压力落在特定的管段。管道，泵，泵送，施工和第一支最优树路径的共同费用的费用由资本化成本的方法中定义，并在表6给出每个管道。第二个最佳叉树，图。已收取2版8和表7-9。这是这样，当在通道上的标准直径，我们认为管成本，同时在目标函数中，我们只考虑C1，C2，C3。一些感兴趣的是建设工作，泵和电能有关的课程价格变化和分支树状管网以同样的建设和泵成本，特性的影响，如果电能增加50的费用，我们得到的第一

11、个版本第三路径（图9）和由第二版第二路径。 正在分析的情况下，当价格为电能和建设工作保持不变，但泵的价格变化，我们得出结论，双方版本的路径是不变的（版本1：第1路;版本2：第2次）。8。结论通过优化树的分支路径的确定是采用单纯形法的执行。用于确定路径的基本因素是树状管网经济性和功能性。由于非线性系统的解决方案需要使用计算机，计算机程序的开发，它认为所有的局限和给定的情况下，请求。该方案使，后最佳的分支树路径的确定和资本成本的影响，参数及其影响对供热系统作为一个整体的评价也不同的变化。最优路径，德内德的计划不一定是最短路径，由于分支树状管网是一个最小的投资和运营成本的功能。在德宁最优叉树路径的结

12、果显示其重要性的成本，我们考虑到目标函数和它的成本做标准管径通道使用我们，也和系统运行成本的建设具有重要的作用。道路本身的建设成本的变化而变化，泵和电能成本。他们增加投资，运行和维护成本也去了。因此，利用单纯形法对每个个案的解决方案，代表了最合理的运输路径进入UID节点退出节点，选择。参考文献 1 H.吉野，Y.吉野，张强，A.持田，北李，李正东，H.宫坂，Indoorthermal环境和节能为城镇住宅建筑在中国，能源及建筑物38（2006） 1308年至1319年。 2 D. Goricanec，J. Krope，A. Jakl，确定管道系统，VV的市售保温层厚度国际暖通空调+ R技术 研讨

13、会，2002。 3 M. Umberger，T. Krope，J. Krope，能源经济和保护 与建筑物的隔音窗的环境中，对WSEAS交易 传热传质1（1）（2006）32-38。 4 J. Krope，D. Dobersek，D. Goricanec，可能使用的热经济评价 在供热厂的烟气，WSEAS交易的传热传质 1（1）（2006）75-80。 5 Hetaing手册，麦克格鲁山，1999 6 D. Goricanec，J. Krope，尺寸和树路径输送管道的设计 网络，电力和能源系统7（2003）327-331论文集。 7 D. Dobersek，D. Goricanec，J. Krop

14、e，管网供区的标定 使用非线性优化方法，国际杂志加热 非线性科学与数值模拟7（2）（2006）225-228。 8扫罗一盖斯，线性规划方法及应用，第5版，麦克格鲁- 希尔，纽约，1985。 9澳Levenspiel，工程流动与换热，修订版，Plenum出版社， 纽约，1998年。 10 L. Garbai，A.Börzsönyi，J. Krope，设立的经济最优 环区域供热网络，Energia公司éSAtomtechnika，四十二，EVF。 2，szám， 1989 11 A. Krope，J. Krope，一Ticar，ZmanjanjeTLAC N

15、IH izgub v VROC evodnih cevnih mrez啊=的摩擦损失的区域供热管道的减少，中国 机械工程8（46）（2000）525-531。 12 J.A.罗伯逊，C.T.克洛，工程流体力学，第6版，威利，新 纽约，1997年。 13 D. Goricanec，J. Krope，A. Krope，A. Jakl，确定软件的应用 BOURKAS，PD：管道系统，V的保温层厚度（ur.）。第6 IASTED国际会议电力和能源系统，7月3-6日，2001年， 罗得岛，希腊，文献出版社，2001，页549-553。 14禧利学弗雷德里克，利伯曼J.杰拉德，介绍数学 编程，第二版，麦格劳 - 希尔，纽约，1995年。 15 B.丹乔治，线性规划和扩展，第11版。，普林斯顿 大学出版社，普林斯顿，新泽西州，1998。 16 G. Sierksma，线性和整数规划：理论与实践，马塞尔 德克尔，纽约，1996。 17 L. Garbai，L.莫尔纳，优化环路区域供热网络的问题， Energia公司éSAtomtechnika，XXVIII，EVF，1975。 18 L. Garbai，戈瑞。 Dezso，流量在