段欢欢
- 作品数：23 被引量：50H指数：5
- 供职机构：上海理工大学能源与动力工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理化学工程自动化与计算机技术医药卫生更多>>
- 公用工程强制进化策略应用于换热网络优化被引量：3
- 2022年
- 采用强制进化随机游走算法优化换热网络过程中公用工程不直接参与进化,导致部分公用工程难以消去,阻碍结构进化。基于此,提出一种强制公用工程参与进化的策略。使公用工程以一定的概率按照不同方式参与进化,其换热量的大小可根据自身参与进化后的系统费用的变化情况所决定,不再受到流股上其他换热单元换热量的制约,增强了公用工程变化的灵活性,更有利于使其朝着有利于结构进化的方向发展。最后,将所提策略应用于2个不同规模的换热网络算例,所获得的结果均低于当前文献最优解,说明该策略能够有效消去对结构进化不利的公用工程,有利于增强网络结构进化能力,获得更优的换热网络设计。
- 张璐段欢欢崔国民崔国民肖媛张冠华
- 关键词：换热网络结构进化
- 一种新的换热单元竞争强化策略优化换热网络
- 2025年
- 在优化换热网络综合这一混合整数非线性问题时,作为结构变量的整型变量优化是一大难点。研究换热网络结构优化过程中的障碍,发现前期生成换热单元占据优势地位、单元之间的强耦合关系以及接受差解局限性是优化陷入局部极值的原因。为此,本文提出了换热单元竞争强化策略,通过间隔一定周期在结构中生成竞争换热单元,破坏网络原有稳固结构,然后进行流股换热单元热负荷再分配,来提升竞争单元生存能力和竞争能力,削弱原有结构的优势地位。并通过流股热负荷缺口设置和竞争结构的强制接受强化单元竞争来消去劣势结构,提升结构多样性和搜索域。讨论了竞争单元生成周期、竞争单元数量以及再分配比例对策略作用的影响。通过20sp和10sp算例进行验证,得到了1717757.75USD/a和5586693USD/a的结果,验证了策略的有效性。
- 单灵海段欢欢郑旭铭黄晓璜黄晓璜
- 关键词：优化设计
- 一种多种群混合搜索微分进化算法优化换热网络被引量：8
- 2016年
- 针对基本微分进化算法应用于换热网络优化时易陷入局部极值而出现早熟收敛的问题,提出了一种多种群混合搜索DE(微分进化)算法。首先,利用对立操作进行种群的多轮再生,提高了解空间的多样性;其次,各个按照不同的局部搜索机制实现种群的进化、更新,提高算法的局部搜索能力;最后,经算例研究表明:本文所述方法不仅能够有效提高种群多样性,克服算法易陷入局部极小值的缺点,且算法的稳定性和全局收敛能力均有显著提升。为启发式算法解决复杂换热网络优化问题提供了进一步的研究基础。
- 段欢欢崔国民陈家星陈上
- 关键词：微分进化算法多种群混合搜索换热网络
- 基于反向传播神经网络和灰狼优化算法的离心式人工心脏泵叶片参数优化被引量：2
- 2024年
- 叶轮作为人工心脏泵的主要部件,高速旋转引起的高剪切应力可能导致溶血。为改善人工心脏泵的溶血性能,获取最优的叶片参数组合,对现有的人工心脏泵叶片进行优化设计。选取叶片数、叶片出口角度及叶片厚度作为设计变量,泵内剪切应力最大值为优化目标,通过已有的模拟数据建立反向传播(BP)神经网络预测模型,利用灰狼优化算法对叶片参数进行寻优。结果表明:优化后的叶片参数为叶轮数7个、出口角度25°、叶片厚度1.2 mm,剪切应力最大值377 Pa,相较于原始模型降低了16%。经过模拟分析,优化结果相较于原始模型,叶片外缘、根部和底部等区域的高剪切应力区域明显减少,溶血性能得到显著改善。本文所使用的耦合算法降低了建模仿真的工作量,并且显著提升了优化目标的性能,相较于传统优化算法更具优势,为研究离心式人工心脏泵参数优化问题提供了新思路。
- 穆璐璐段欢欢肖媛肖媛
- 关键词：反向传播神经网络
- 蜗壳断面面积变化对离心式血泵流动特性和溶血性能的影响
- 2025年
- 目的 通过设计6种不同蜗壳结构,探究蜗壳断面面积变化对离心式血泵流动特性和溶血性能的影响。方法 采用计算流体力学及拉格朗日法对不同蜗壳结构的血泵进行流动特性研究及溶血预测。结果 在流动特性方面,环型蜗壳血泵水力性能最差,S型蜗壳水力性能最佳,比环型蜗壳提升35.29%。部分蜗壳在螺旋起始段(0°~90°)出现了滞止区;出口处(270°~360°)较大的滞止区中存在回流。在溶血方面,下凹型蜗壳血泵的溶血指数(hemolysis index, HI)最高,为9.59×10^(-4);而环型蜗壳血泵的HI最低,比下凹型蜗壳减少了71.85%。结论 减小蜗壳螺旋起始段和出口处的面积变化梯度可以避免流动滞止区和回流出现。造成HI较高的原因是红细胞暴露在高剪切应力下的时间较长。研究结果为离心式血泵蜗壳结构设计及优化提供了理论基础。
- 曹展硕段欢欢连起龙肖义平崔国民王金阳
- 关键词：流动特性拉格朗日溶血
- 基于局部搜索增强策略的微分进化算法应用于换热网络优化被引量：4
- 2016年
- 针对微分进化算法应用于换热网络优化时,局部搜索能力不强及易出现"早熟收敛"的现象,提出了一种兼顾局部搜索和全局寻优能力的改进策略。首先,对算法出现早熟的主要原因进行了机理分析;在此基础上,从动态更新角度引入局部增强算子,以当前解为中心进行邻域精细搜索,保证了局部搜索精度;最后,结合强制跳出机制,解决了算法易陷入局部极值的缺陷,对于非凸非线性问题较为严重的换热网络问题,实现了换热网络优化全局寻优能力和局部搜索精度的兼顾。算例结果表明,新的局部搜索增强策略能够进一步改善种群多样性和提高寻优效率及精度,获得比文献中结果更好的解,有效提高微分进化算法应用于与换热网络优化的能力。
- 段欢欢崔国民彭富裕陈上
- 关键词：微分进化算法局部搜索换热网络
- 一种新的分流棋盘模型同步优化质量交换网络
- 2023年
- 传统棋盘模型具有模拟计算量小、结构紧凑等优点,但在结构多样性方面存在一定局限,因此提出了有分流棋盘模型,并应用于质量交换网络。该模型中贫富流股匹配更加多样化,适用于复杂的质量交换网络综合问题。此外,分支数是有分流棋盘模型的关键参数,基于此提出了分支数匹配策略,在保证有分流棋盘模型的优化效率下可形成大小合适搜索空间。最后,将本文提出的方法运用于焦炉气脱硫、再生法回收苯酚以及废水脱酚三个算例,所获得的年综合费用分别为409367 USD/a、685114USD/a和348454 USD/a,均低于大部分文献所优化出的结果,其中算例再生法回收苯酚所得到的结果突破了已发表文献的最优解。
- 易智康崔国民肖媛段欢欢黄晓璜熊思恒
- 关键词：质量交换网络
- 采用动态更新策略的微分进化算法优化换热网络被引量：16
- 2015年
- 针对优化换热网络存在的严重非凸非线性问题,提出以动态更新策略改进的微分进化算法优化换热网络,通过对所建种群中的个体进行动态更新,而不是在种群所有个体更新完后再替代旧的种群,在保持原始种群规模不变的情况下,更充分地利用种群个体的多样性并且使算法具有更好地鲁棒性,以获得更强的全局搜索能力。辅以算例加以比较验证,证明改进后的算法在应用于换热网络优化时可以有效跳出优化过程中的局部极值陷阱,获得比以往更优的换热网络设计结果。
- 陈上崔国民彭富裕段欢欢
- 关键词：全局优化
- 一种多个体合作提升结构变异策略应用于换热网络综合
- 2025年
- 启发式算法不受目标函数性质影响,在求解换热网络等复杂性问题时展现出良好的搜索性能。启发式算法多数采用了群搜索的形式以提高求解的准确性,由于流股性质的不同,导致一些流股的换热匹配较为单一以及特定流股之间的匹配关系牢固,个体间的相同单元会随着优化的进行而逐渐增多,个体发生团聚导致种群多样性的丧失,优化效率下降。因此,提出一种多个体合作提升结构变异策略,借助个体间的结构对比,寻找使个体发生团聚的共有结构,从而针对性地调整网络结构,提升结构变异能力,基于个体间距离的大小,设计2种结构调整方式,将距离维持在合适的范围内,以平衡算法的全局搜索和局部搜索能力。最后将该策略应用在2个换热网络的典型算例上,最终优化结果优于多数文献,验证了该策略的有效性。
- 郑旭铭段欢欢单灵海郭佳郭佳
- 关键词：换热网络种群多样性
- 公用工程灵活匹配的节点非结构拓展模型
- 2022年
- 建立一种拓展节点非结构模型,在冷热两端,各额外增设一条冷热流股和常规热冷流股进行匹配,判定冷热内部公用工程的生成,实现公用工程在冷热流股上任意位置的独立匹配,提升模型自由度。将强制进化随机游走算法引入到实际工程算例9SP、10SP、15SP中进行优化,最优结果比现有文献分别节省了5600$·a^(-1)、848$·a^(-1)、4455$·a^(-1)。该拓展模型的应用不仅可以得到更经济的换热网络设计,并且具有更强的灵活性。
- 韩新宇段欢欢崔国民崔国民肖媛张冠华
- 关键词：优化算法
