非線性優(yōu)化方法優(yōu)化樹狀網(wǎng)翻譯

1、非線性優(yōu)化方法優(yōu)化樹狀網(wǎng)關(guān)鍵詞：供熱 管網(wǎng) 優(yōu)化 非線性規(guī)劃 單純形法摘要:在本文中，管網(wǎng)用熱水的優(yōu)化提出。的數(shù)學(xué)模型，包括非線性方程組的液壓限制的非線性目標(biāo)函數(shù)和系統(tǒng)的開發(fā)。在它的基礎(chǔ)上，確定最優(yōu)路徑樹與使用單純形法的計(jì)算機(jī)程序解決。對(duì)于經(jīng)濟(jì)估算的資本化價(jià)值的方法，它考慮投資和運(yùn)營(yíng)成本都用。結(jié)果呈現(xiàn)的真實(shí)案例研究網(wǎng)絡(luò)與24個(gè)節(jié)點(diǎn)和33管部門。 ？ 2008愛思唯爾有限公司保留所有權(quán)利。1。景區(qū)簡(jiǎn)介如今，連接到節(jié)約能源的努力，需要新技術(shù)的科學(xué)知識(shí)C加熱技術(shù) 4 1的ELD搜索。研究的重點(diǎn)是更好、更有效有效使用的主要能源 5 。如果我們把自己限制到供熱能源系統(tǒng)，我們認(rèn)為這些系統(tǒng)確保節(jié)省的初級(jí)能源

2、的使用過程中，可從生態(tài)角度。整個(gè)系統(tǒng)被表示為一個(gè)非線性方程的非線性目標(biāo)functionby液壓的限制和最小化的非線性函數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和尺寸管網(wǎng)是內(nèi)德6,7。一個(gè)模擬管網(wǎng)的方法是線性規(guī)劃，包括限制 8 優(yōu)化，意義可能最好的搜索，上述問題在給定的條件下，最佳的解決方案。目前，用于求解線性規(guī)劃的兩種方法，兩者互動(dòng)，尋找一個(gè)逐步更好的解決方案，直到達(dá)到最佳值。主要是，單純形方法著重尋找允許的解決方案在單調(diào)地內(nèi)德極值點(diǎn)的可能的解決方案和阿德內(nèi)德基向量空間的凸多面體，用。2。供熱系統(tǒng)供熱系統(tǒng)的目的是通過從加熱源的不同用戶UID 911的熱能分布。該系統(tǒng)的壓力損失的內(nèi)德的非線性達(dá)西韋史巴赫方程 12 達(dá)西摩擦

3、系數(shù)cient（K）是一個(gè)功能的雷諾茲數(shù)。在層流OW范圍，壓力損失僅依賴于流體粘度，但在湍流范圍擁有決定性的因素是管道粗糙系數(shù)相對(duì)有效，這取決于年齡，腐蝕和管材。管道粗糙系數(shù)相對(duì)系數(shù)（K / D）是一個(gè)關(guān)系的內(nèi)管壁之間的絕對(duì)粗糙度和內(nèi)管直徑。通過管道熱損失可以忽略不計(jì)。利用開發(fā)的計(jì)算機(jī)程序 13 計(jì)算出絕緣厚度。程序OW圖圖，和不同的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)方法在圖2。3。線性規(guī)劃方法 在開始時(shí)，優(yōu)化問題必須themathematicalmodel與米局限性和n個(gè)變量的非線性優(yōu)化問題的designed.The常見的配置是14,15目標(biāo)函數(shù)minc1x1c2x2第s個(gè)cnxn限制命名法 A，B，C，D，E

4、，F(xiàn)常數(shù) 交流年金費(fèi)用 B0 投資成本 CC 資本化成本 C0 運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本 C1 管網(wǎng)開支 C2 泵投資支出 C3 抽水成本 C4 的建筑開支 Ce 電價(jià) C（QV） 目標(biāo)函數(shù) CP 泵價(jià)格 D 管內(nèi)徑 I 利率 管道粗糙度 k 達(dá)西 - 魏斯巴赫方程K系數(shù) L 管長(zhǎng)L0 殘值 N 設(shè)備的壽命 NV 節(jié)點(diǎn)的數(shù)量 NC 管道數(shù) P 壓力 P 電源 Re雷諾數(shù) T 管網(wǎng)工作時(shí)間 V 速度 QV 流量 Q 密度 摩 擦系數(shù) f 局部損失系數(shù)G 泵效率該數(shù)學(xué)模型（2）可溶于與單純形算法 16。在非方程形式的條件是通過引入額外的變量轉(zhuǎn)移到方程式?？赡艿挠鄿p去與非方程變?yōu)榈仁筋~外的變量（XN1）加入

5、，現(xiàn)在我們有與條件需要考慮這一點(diǎn)，但它有是由于這樣的事實(shí)，它的系數(shù)（CN1）為零的目標(biāo)函數(shù)沒有影響。 這個(gè)修改ED線性規(guī)劃的補(bǔ)充與人工社會(huì)變量（xn + M + 1）對(duì)Nd主要內(nèi)點(diǎn)單純形的計(jì)算是從哪里開始。我們補(bǔ)充的目標(biāo)函數(shù)的一個(gè)新的變量，將它的系數(shù)cient（CN + M + 1）本文社會(huì)變量為基數(shù)的確定允許的解決方案。在最后一步中，目標(biāo)函數(shù)是從最小到最大型的類型：由于這一事實(shí)，即第一個(gè)結(jié)果不一定是最佳的，就執(zhí)行最優(yōu)測(cè)試。如果該解決方案不是最佳的新基是必需的。4。管網(wǎng)優(yōu)化一個(gè)有效的和準(zhǔn)確的描述我們處理管網(wǎng)為線性，有向圖，其中UID入口點(diǎn)被命名為提供的節(jié)點(diǎn)，UID退出點(diǎn)是用戶節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)在沒有外

6、部OW或OW是性N 17,18目前。如果我們NE數(shù)管作為數(shù)控和內(nèi)華達(dá)州的節(jié)點(diǎn)數(shù)為樹狀管網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)總是小于管數(shù)量與循環(huán)結(jié)構(gòu)。該UID流網(wǎng)絡(luò)從節(jié)點(diǎn)的方向具有較高的壓力較低的節(jié)點(diǎn)壓力是從i到j(luò)的正和負(fù)的方向。因?yàn)槲覀兛紤]RST基爾霍夫定律所說，所有流入一個(gè)節(jié)點(diǎn)的總和等于所有ows.the最優(yōu)路徑以最小的運(yùn)輸成本和可內(nèi)德的線性規(guī)劃問題的兩種方法，運(yùn)輸法和單純形法。garbai和krope提出的圖論的方法來優(yōu)化運(yùn)營(yíng)成本建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。他們的方法是基于Bellmann優(yōu)化原則和謹(jǐn)慎的動(dòng)態(tài)規(guī)劃 19 中的應(yīng)用。除寧最優(yōu)路徑數(shù)學(xué)模型包括資本化成本C的目標(biāo)函數(shù)是最小化（QV）。資本化費(fèi)用每管CCJ的貼現(xiàn)價(jià)值的管道

7、，泵的投資資金，建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)營(yíng)成本。作為資本成本取決于管道的直徑，這是離散變量，和直徑取決于OW，目標(biāo)函數(shù)是非線性的。的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)一步的元素是液壓的限制，代表代表不需要的單變量負(fù)單純形法的管網(wǎng)和局限性的非線性方程。圖。3顯示了資本化成本和體積流量之間的非線性關(guān)系。5。區(qū)域供熱系統(tǒng)的財(cái)務(wù)分析 由于溫暖的自來水管網(wǎng)的使用壽命是有限的，讓我們假設(shè)這一輩子后，網(wǎng)絡(luò)是由一個(gè)新的取代。通過管網(wǎng)輸送流體所需的泵有一個(gè)重要的短壽命比管本身。如果我們要評(píng)估與未來或現(xiàn)值法項(xiàng)目的所有設(shè)備零件的整體壽命必須是 眾所周知的。資本化成本的方法被使用，包括投資和運(yùn)行到無窮大20的所有費(fèi)用。資本化成本是投資成本重復(fù)到無窮大

8、的現(xiàn)值，并表示為公式方程（10）成為關(guān)于資本成本的年金的奈德，基于貼現(xiàn)率，由所有的成本和收入的總和等于年度股換位。在德寧每年的成本，他們開始的管網(wǎng)運(yùn)行和結(jié)束與開始的管網(wǎng)運(yùn)行關(guān)閉了在每年年底在相等的部分。年金成本和資本成本之間的關(guān)系是有效的： 定義了管網(wǎng)的流體運(yùn)輸成本，我們必須考慮到，初始投資成本非常高。在第一步驟中，我們定義了絕緣管是用下面的公式的直徑的函數(shù)的成本：標(biāo)準(zhǔn)直徑的轉(zhuǎn)換是通過運(yùn)用經(jīng)濟(jì)方法，并提出了在21。泵的投資價(jià)值取決于利用率，每功率，氣流體積和壓降，與增加泵的容量產(chǎn)生的瓦特計(jì)算泵的價(jià)格。 泵送成本依賴于電能的價(jià)格，泵浦功率和管道的運(yùn)行壽命。建筑成本取決于管道直徑定義管道部門及對(duì)管

9、網(wǎng)的施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。圖。圖4示出了管的成本，泵和泵送成本和建筑成本之間的關(guān)系。 圖。 5給出了算法來確定最優(yōu)的分支樹的路徑和管道直徑與使用而開發(fā)的計(jì)算機(jī)程序6。區(qū)域供熱系統(tǒng)的優(yōu)化 單純形法和資本化成本的方法被用于區(qū)域供熱系統(tǒng)（圖6）的優(yōu)化。該網(wǎng)絡(luò)由33管部門和24個(gè)節(jié)點(diǎn)。熱水流動(dòng)的高壓進(jìn)入系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)TOM1和T3中退出，T4，T8，T9，T10，T12，T13，T15，T20和T22，在圖的其他節(jié)點(diǎn)。 3頃虛擬的，并且代表管道的分支。所需的管網(wǎng)的優(yōu)化數(shù)據(jù)列于表1-3中。7。結(jié)果與討論 利用開發(fā)的計(jì)算機(jī)程序，使管網(wǎng)的優(yōu)化利用單純形法兩條最優(yōu)分支樹的定義。 第一個(gè)最佳叉樹，圖7和表4-6，收到了第

10、1版。這是這樣，當(dāng)在通道上的標(biāo)準(zhǔn)直徑，我們只考慮管成本，同時(shí)在目標(biāo)函數(shù)中，我們考慮所有成本（C1，C2，C3和C4）。表5的主體是管道直徑，體積流量，流速和壓力落在特定的管段。管道，泵，泵送，施工和第一支最優(yōu)樹路徑的共同費(fèi)用的費(fèi)用由資本化成本的方法中定義，并在表6給出每個(gè)管道。第二個(gè)最佳叉樹，圖。已收取2版8和表7-9。這是這樣，當(dāng)在通道上的標(biāo)準(zhǔn)直徑，我們認(rèn)為管成本，同時(shí)在目標(biāo)函數(shù)中，我們只考慮C1，C2，C3。一些感興趣的是建設(shè)工作，泵和電能有關(guān)的課程價(jià)格變化和分支樹狀管網(wǎng)以同樣的建設(shè)和泵成本，特性的影響，如果電能增加50的費(fèi)用，我們得到的第一個(gè)版本第三路徑（圖9）和由第二版第二路徑。 正在

11、分析的情況下，當(dāng)價(jià)格為電能和建設(shè)工作保持不變，但泵的價(jià)格變化，我們得出結(jié)論，雙方版本的路徑是不變的（版本1：第1路;版本2：第2次）。8。結(jié)論通過優(yōu)化樹的分支路徑的確定是采用單純形法的執(zhí)行。用于確定路徑的基本因素是樹狀管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性和功能性。由于非線性系統(tǒng)的解決方案需要使用計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)程序的開發(fā)，它認(rèn)為所有的局限和給定的情況下，請(qǐng)求。該方案使，后最佳的分支樹路徑的確定和資本成本的影響，參數(shù)及其影響對(duì)供熱系統(tǒng)作為一個(gè)整體的評(píng)價(jià)也不同的變化。最優(yōu)路徑，德內(nèi)德的計(jì)劃不一定是最短路徑，由于分支樹狀管網(wǎng)是一個(gè)最小的投資和運(yùn)營(yíng)成本的功能。在德寧最優(yōu)叉樹路徑的結(jié)果顯示其重要性的成本，我們考慮到目標(biāo)函數(shù)和它的成

12、本做標(biāo)準(zhǔn)管徑通道使用我們，也和系統(tǒng)運(yùn)行成本的建設(shè)具有重要的作用。道路本身的建設(shè)成本的變化而變化，泵和電能成本。他們?cè)黾油顿Y，運(yùn)行和維護(hù)成本也去了。因此，利用單純形法對(duì)每個(gè)個(gè)案的解決方案，代表了最合理的運(yùn)輸路徑進(jìn)入U(xiǎn)ID節(jié)點(diǎn)退出節(jié)點(diǎn)，選擇。參考文獻(xiàn) 1 H.吉野，Y.吉野，張強(qiáng)，A.持田，北李，李正東，H.宮坂，Indoorthermal環(huán)境和節(jié)能為城鎮(zhèn)住宅建筑在中國(guó)，能源及建筑物38（2006） 1308年至1319年。 2 D. Goricanec，J. Krope，A. Jakl，確定管道系統(tǒng)，VV的市售保溫層厚度國(guó)際暖通空調(diào)+ R技術(shù) 研討會(huì)，2002。 3 M. Umberger，T.

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