水资源规划优化技术研究进展及展望

文章针对水资源管理与规划的发展过程,详细论述了水资源系统管理与规划中常用优化技术的国内外研究成果及应用。根据是否考虑了模型参数或者模型结构的不确定性问题,将优化模型分为确定性优化模型和不确定性优化模型,同时对每种优化技术做了简要介绍,通过对不确定性优化模型的详细介绍指出了不确定性优化是当前水资源系统优化的热点;同时指出当前不确定性优化技术存在的问题,未来不确定性优化技术发展方向为多种不确定性以及多重效益的综合考虑等。     

水资源规划优化技术研究进展及展望

针对水资源管理与规划的发展过程,详细论述了水资源系统管理与规划中常用优化技术的国内外研究成果及应用.根据是否考虑了模型参数或者模型结构的不确定性问题,将优化模型分为确定性优化模型和不确定性优化模型,通过对不确定性优化模型的介绍指出了不确定性优化是当前水资源系统优化的热点,同时指出未来不确定性优化技术发展方向等.     

辐射环境监测优化布点的最优指标法

本文针对辐射环境监测的优化布点问题,提出用最优指标法研究辐射环境监测点位的优化,并建立最优指标法优化模型.应用MATLAB语言进行实例分析表明,该方法充分利用了优化矩阵的信息,优选结果符合客现实际,用于监测一个地区环境辐射平均水平的优化布点是十分理想的     

水环境综合整治方案灰色多目标优化模型

水环境综合整治方案的优化决策必须考虑社会、经济、技术、环境等多种指标,在这些指标中既有已知信息,又有未知或未确知的灰色信息。因此,水环境综合整治方案的优化属于灰色多目标优化问题。本文利用灰色多目标优化模型,选取六个优化指标,对宣州市水环境综合整治的五种可行方案进行了优化决策,得到了符合当地社会、经济、技术和环境状况的优化方案。研究表明,该模型原理简单、计算简便、结果可靠,是一种很有实用价值的多方案优化模型。     

基于主观经验的俯仰座舱耳板优选设计过程

目的通过介绍耳板的结构优化过程,介绍主观经验判定对结构优化,特别是优化方向确定的积极作用。方法根据耳板的使用条件,在初步设计结构及Ansys计算结果基础上多次迭代,凭借设计经验人为作出优选判断,确定结构改变与优化方向。结果将优化后的结构代入座舱整体模型,对优化结果进行验算,证实耳板优化后满足强度和刚度目标,满足工程实施条件。结论对于像耳板这样结构形式受到诸多限制的,受力复杂的关键部件,常用的优化方法难以保证获得满意的、工程切实可行的结果。采用主观预判优选确定优化方向更容易保证得到一种工程可实施结构。     

地下水硝酸盐污染抽出处理优化方法模拟研究

以北京某场地生活垃圾填埋场硝酸盐污染地下水为研究对象,针对抽出处理技术,利用遗传算法(GA)和模拟退火法(SA)对地下水硝酸盐污染羽治理区中布置18口备选井方案进行优化.优化目标函数最小化治理成本,确定最佳井数及其井的位置和抽水速率,同时达到在100 d内将研究区硝酸盐浓度降低至10 mg·L-1的治理目标.GA优化结果为8号井优化抽水速率为155 m3·d-1,14号井优化抽水速率为10 m3·d-1.SA优化结果为8号井优化抽水速率为82 m3·d-1,14号井优化抽水速率为39 m3·d-1.基于GA和SA优化抽水速率,硝酸盐总量去除率分别为76.89%和84.92%.优化结果说明,最佳井的位置应位于硝酸盐污染羽中游及中下游的中轴线上,且中游抽水速率比下游要大.两种优化算法对比表明SA优化系统治理成本比GA节省6.8%,且波动性小,更收敛.     

飞机典型液压管路系统减振优化计算方法研究

目的研究管道走向和卡箍位置对管道应力的影响。方法以飞机典型液压管路系统为优化对象,对管路系统及支持结构进行动力学参数化建模,使用MATLAB和MSC.NASTRAN构筑基于遗传算法的自动减振优化计算平台,以管壁结构和飞机支持结构的动态应力响应最小为优化目标,对管路走向(包括拐折位置、曲率半径)、卡箍位置进行优化计算,从而建立一种飞机管路系统设计中的自动减振优化计算方法。结果使用建立的减振优化计算平台优化计算设计后,飞机典型液压管路系统最大动态应力值降低了50%。结论提供的优化方法能够有效地通过优化管道布置参数降低应力水平。     

城市供水系统优化调度现状与展望研究

总结论述了优化调度的内涵以及优化调度三部分内容的国内外研究的现状。针对国内外优化调度软件及工程应用现状问题进行了总结和论述,提出了城市供水管网优化调度系统的研究发展前景及重心。通过优化调度系统的实际应用及效益产值论证优化调度的研究意义及价值所在。优化调度是改善传统管网系统运行模式不足的有效手段和必要途径。实现供水管网优化调度可有效保障管网运行的安全性和可靠性,降低管网运行维护成本,提高社会效益和经济效益。     

中国中小城市生活垃圾优化管理模型的应用

根据中国中小城市生活垃圾基本特点,提出了适宜于中国中小城市生活垃圾优化管理的基本原则,确定出优化管理模型程序.通过实例分析,具体说明了优化管理模型的应用,计算出1999年、2005年和2010年规划系统城市生活垃圾的优化处理方案,通过费用比较充分验证和说明了中国中小城市生活垃圾优化管理模型的适用性与优越性.     

区域空气质量监测网络优化布点方法研究

通过分析区域空气质量监测网络(RAQMN)优化布点的各种限制因素,利用空气质量模型模拟数据构建综合评价浓度,建立以最大贴近度为优化目标,以建设成本、地形、行政区域、人口布局和空间覆盖率等为约束条件的RAQMN优化布点方法.以珠江三角洲为案例背景,利用此方法分析了考虑常规污染物(SO2、NO2和PM10)、区域特征污染物(O3和PM2.5)和同时考虑包括常规、区域特征污染物等多种污染物组合3种情景下的RAQMN的优化布点.结果表明,该方法能够成功地应用于RAQMN的优化选址.与仅考虑常规污染物和仅考虑区域特征污染物的优化结果相比,同时考虑多种污染物优化结果的空间代表性更好,更能满足RAQMN的监测目标与优化布点的要求.     

基于U-D分解卡尔曼滤波地下水污染源溯源辨识

采用基于U-D分解的卡尔曼滤波与非线性规划优化模型相结合,溯源辨识出地下水污染源的个数、位置与释放强度.基于一个假想例子,建立地下水污染质数值模拟模型,运用灵敏度分析筛选出对模型影响较大的参数作为模型中的随机变量.然后,应用基于U-D分解的卡尔曼滤波辨识出污染源的个数与位置.在此基础上建立辨识污染源释放强度的优化模型,应用克里格插值法建立地下水污染质运移数值模拟模型的替代模型,代替模拟模型,作为约束条件嵌入优化模型中,运用遗传算法求解优化模型辨识出地下水污染源源强.结果表明：采用基于U-D分解的卡尔曼滤波方法能够保证滤波的稳定性,有效识别出污染源的个数和位置;非线性规划优化模型,可以辨识出污染源释放强度.在优化模型的求解过程中,应用克里格方法建立模拟模型的替代模型嵌入优化模型,能在保证一定精度的情况下,大幅度减少计算负荷和计算时间.     

基于D优化方法的CSADT设计

考虑到试验设计人员更关注模型参数的估计精度,而传统试验优化方法以产品可靠性与寿命相关参数的预测精度为目标,提出将D优化方法引入恒定应力加速退化试验(CSADT)设计中。首先,用随机过程描述CSADT中产品性能退化的过程,通过对数似然函数,推导Fisher信息矩阵,基于D优化方法建立优化目标,以试验费用为约束条件,明确优化问题,给出最优试验变量:各应力水平、各应力下样本分配和试验时间分配。然后,应用该方法给出仿真实例。最后,通过模型参数偏差的敏感性分析,说明在一定偏差范围内,优化结果具有良好的稳健性。     

水下航行器复合材料耐压壳优选设计研究

目的 提升水下航行器潜深,将复合材料代替高强度钢材料用于水下航行器的耐压结构,对该结构开展优选设计研究,探究其提升耐压壳的极限潜深与降低结构质量的能力。方法 采用分步选优的设计方法对复合材料耐压壳体进行优选。在进行耐压壳体的优选时,考虑铺层百分比、角度、厚度对壳体的稳定性和极限载荷的影响。在进行环肋形式的优选时,从肋骨受力情况出发,考虑肋骨铺层形式对于稳定性的影响。结果 在耐压壳厚度相同的情况下,通过壳体铺层优选,复合材料耐压壳体的失稳压力提升在56.06%以上。在进行肋骨优选后,极限潜深相较于“海狼”级潜艇提升约26.67%,且复合材料耐压壳相较于高强度钢耐压壳质量减轻在80%左右。结论 通过分步优选的方法,可以得到该水下航行器耐压壳的主壳体铺层形式为[0/±45/0/0/±45/0/90/0]s,单层厚度为1.5 mm。环肋形式为T形,环肋面板与腹板均采用环向铺设。     

基于多目标优化的装备群备件保障决策研究

针对装备群备件保障决策问题,从装备群-装备两个层次进行分析建模和优化。首先,根据可靠性分配方法将装备群系统可靠性分配给各装备子系统,在此基础上,考虑总费用和保障概率的要求,利用pareto多目标优化方法对各子系统装备所需携(运)行的备件进行合理优化,建立一个多目标优化决策模型。最后结合应用实例展开应用研究,可为装备群系统决策从定性到定量提供一种新的思路。     

基于径向基函数模型的优化方法在地下水污染源识别中的应用

采用一种基于径向基函数的替代模型代替地下水溶质运移模型,将其作为约束条件嵌入污染源识别的优化模型中,通过遗传算法对优化模型进行求解.最后通过一个假想例子评估优化模型的性能.研究表明：污染源泄漏量识别结果的平均绝对误差为1.00g/s,误差较小,计算时间为51min,耗时较少,因此,基于径向基函数模型的优化方法有效地避免了优化模型求解过程中多次调用模拟模型造成的巨大计算负荷,获得了较为准确的计算结果,是一种有效的地下水污染源识别方法,能够用来求解地下水污染源泄漏量.     

弥散实验确定地下水溶质水动力参数的复形调优法

准确求出地下水污染物迁移的水动力参数，是成功预防并控制地下水污染的重要基础。该文将复形调优法运用于弥散实验中地下水溶质水动力参数的确定，并与其他方法进行比较。结果表明，复形调优法仅需一个观测井的监测资料即可，且计算简便、结果可信，这对提高野外弥散实验的成功率及经济性具一定的积极意义。     

基于动态剪枝的城市供水管网优化调度算法

城市供水管网的优化调度模型,需要反复调度水力学模型来计算目标函数和约束条件,从而产生巨大的计算和时间成本。在优化迭代过程中,为了获得更优秀的优化结果,通常在搜索空间中约束条件的边界进行搜索,产生了大量不满足约束的样本和较低的优化效率。为解决这一问题,提出了一种高效的基于约束条件的动态剪枝方法,在运行水力学模型前,利用优化计算过程中积累的数据来判断样本是否符合约束条件,从而剔除不满足约束的样本,提高优化效率。模型分别在1个案例管网和1个真实管网上进行测试,结果表明:使用朴素贝叶斯、决策树和支持向量机作为动态剪枝算法,在获得和原始优化模型几乎相同结果的同时,分别减少56.4%、58.5%和56.8%的计算次数。     

基于理想点法的加筋板屈曲承载力优化

目的针对加筋板在使用工况中易发生屈曲和结构失稳,提出一种基于理想点法的屈曲承载力优化设计方法。方法以加筋板的屈曲承载力最大和结构质量最小为目标,以加筋板的屈曲、最大vonMises应力和筋条压损等为约束条件,并利用理想点法将多目标优化问题转化为单目标优化问题。基于ANSYS参数化建模技术,构建屈曲分析、优化设计一体化分析与设计模型,并采用单目标优化算法——DOWNHILL SIMPLEX算法实施了优化分析。结果优化后结构质量从0.195 kg增加到0.24 kg,增加了23%,结构承载力从129.4 k N提升到235.84 kN,提高了82%。结论通过优化能够获得结构性能折中的方案,可为加筋板结构设计应用提供参考。     

备件优化理论分析与应用研究

备件是综合保障工作的重要内容,是影响战备完好性的重要因素。备件优化就是在有限的经费支持条件下,最大限度使区域乃至全局武器系统战备完好性达到最优化。备件优化工作是建立在对武器系统保障模式、使用维修模式充分了解的基础上进行的。对多维修、多层次保障下备件优化进行理论分析,并利用OPUS10软件对陆航某型机组成的区域武器系统进行了应用分析。