确定输油管道进出站压力的水力坡降线平移方法

对于具有多泵(减压)站的输油管道,在给定输送油品状况和热力状况的条件下,各管段的水力坡降线随之确定,管道的动力费用仅与各站的增压或减压值有关。为确定全线各站的进、出站压力,建立以动力费用作为目标函数,以管道的承压能力和允许最小压力作为约束条件的优化模型。而后将其转化为各站相对独立的以进站压力作为目标函数的优化模型,并提出了求解该模型的水力坡降线平移方法。该方法计算简便,易于编程,特别适合于成品油管道,并已应用于兰成渝成品油管道的运行调度系统。     

长输热油管道运行方案的优化

对于输油计划已定的热油管道,输油能耗主要包括输油泵的动力费用和加热炉的燃料费用。在保证安全及时完成输油任务的前提下,如何使输油总能耗达到最小,对于降低企业输油成本具有非常重要的意义。以降低能耗为目的,以热力费用与动力费用之和最小为目标函数,建立了长输热油管道优化运行模型,并采用两层嵌套法来求解,即穷举出各种可能的开泵方案作为外层嵌套,将进站温度的优化作为内层嵌套。对于外层嵌套的每一种开泵方案,用动态规划法优化出内层嵌套的各站进站温度,从而计算出一个总能耗费用;遍历各种开泵方案得到不同的总能耗费用,所有能耗费用中的最小者即为最优解。根据所建模型编制了相应软件,为加热原油的长距离优化输送提供了决策依据。     

兰成渝管道工程投产开阀方案探讨

兰成渝成品油管道是一条典型的大落差管道。通过对兰州—成都管段的输水联合试运过程的分析研究 ,从而确定能够保证管道安全运行的开阀方案。试运前管道充满水 ,随着首站泵开始投运 ,管道处于不稳定流动状态。研究中采用了特征线差分法求解该不稳定流动问题。求解中用非线性最小二乘法回归泵的特性曲线 ,用离心泵的相似定理处理启泵阶段泵转速变化对其流量和扬程的影响。根据兰成渝管道具体的边界条件开发了投产水力瞬变模拟软件。计算结果表明 ,投产时影响管道安全的主要因素是阀门开度和开阀时间。最终得到兰成渝管道投产开阀方案 ,即成县站、广元站和成都站阀门应分别在首站泵启动之后 2 30 ,4 0 0和 6 6 0s内完成顺序开启 ,其相对开度分别为 6 7% ,6 7%和 10 0 %。此软件还可用于该管道的停输再启动     

冷热原油交替顺序输送优化模型研究

冷热原油交替顺序输送总能耗费用主要包括加热炉的燃料费用和输油泵的动力费用.在保证安全输油任务的前提下,如何使输油总能耗达到最小对于降低企业输油成本具有非常重要的意义.以输油总能耗最小为目标函数,建立冷热原油交替顺序输送优化模型.模型中将顺序输送分为4个时间阶段:冷油头加热非稳态阶段、冷油不加热准稳态阶段、冷油尾加热非稳态阶段和热油加热准稳态阶段.两个准稳态输送阶段采用两层嵌套法来求解,两个非稳态阶段采用两层嵌套法和满足高凝油油头(油尾)进站温度相结合的方法优选输油方案.结合工程实际给出冷热原油交替顺序输送优选算例,研究成果可为制定冷热油交替输送经济运行方案提供依据.     

原油管道安全优化运行研究

加热输送是目前输送高粘易凝油品普遍使用的方式。热油管道在实际运行过程中,管道的能耗费用 主要包括输油泵的动力费用和加热炉的燃料费用。对于一条热油管道,在工艺流程、设备配置、外部环境条件等因 素给定的前提下,随着工艺运行方案的变化,相应的电费与燃料费往往按相反的方向变化。建立了以各站进站温度 为决策变量,以输油总能耗最小为目标函数的管道优化运行数学模型,并应用动态规划法来求解优化模型。实现了 输油管道优化运行的目的,使加热原油管道系统处于安全、经济的最佳运行工况。     

贵渝成品油管道充水扫线问题分析及处理

充水扫线是长输成品油管道试运投产的关键环节。贵渝成品油管道是一条长距离、大落差管道,水力工况复杂,投产难度较大。针对其充水扫线阶段出现的站场压力控制、低点超压、气阻及污水排放等问题进行了分析,得到了今后同类管道投产值得借鉴的经验:根据清管器运行过程中的能量平衡方程,试算充水扫线期间阶段性高点摩阻,得到首站压力变化关键点,以此确定启泵方案;首站采用逐步充水启泵的方式,保证充水流量稳定;在无减压站的情况下,可利用高点不满流的方式避免低点超压等。     

流体输送管道水击载荷动力学模拟分析

在流体输送管道中，因各种原因会发生水击现象，从而对管道以及管线上的设备造成危害。为深入了解管线水击现象的产生与发展过程、压力波动及其不稳定载荷对管道结构的影响并预防水击所带来的破坏作用，用管道应力分析、设计软件CAESARⅡ建立了某输送管线突然停泵造成管线中的压力波动影响的管道动力学模型，根据水击载荷频谱分析了在水击载荷动力作用下输送管道内各关键点的位移、应力和支反力，同时进行了输送管道系统的模态分析和固有频率分析。这些结果为合理设计输送管道、管道强度设计和消除水击现象提供了参考依据。     

输油管布置的数学模型

输油管的合理布置,能使成品油的输送距离尽量缩短,降低建设输油管线的费用。文章构建了共用管线与非共用管线费用相同和不同时的2种模型,并且结合实例,对相应的模型进行了求解和验证,特别在第二种方案模型中结合实际问题利用代数知识求得管线总费用的最小值。     

低输量下含蜡热油管道的优化运行研究

我国东北含蜡原油管道低输量运行问题日益突出,管道结蜡问题变得愈来愈严重。含蜡原油管道输送成本主要由动力消耗和燃料消耗两项组成。蜡层厚度增大,使得动力消耗增大,燃料消耗减少。在保证安全运行的前提下,管壁留有一定的余蜡厚度对经济运行有利。建立以单位运行能耗费用最低作为管道经济运行的目标函数,以余蜡厚度、清蜡周期为决策变量的经济运行模型并用数值方法求解。用所建立的模型指导现场实际运行有较好的经济效益,该公式适合低输量下高含蜡原油管道的清蜡周期和余蜡厚度计算。     

高黏含水原油外输管道优化设计研究

以项目实例为基础,对高黏含水原油外输管道进行优化设计研究。对单管道连续输送、双管道油水分别输送及单管道油水间歇输送三种输送方案进行模拟计算,并对每种方案进行经济比选。通过方案比选结果可知,单管道油水间歇输送方案为最优方案,并确定最佳管径;通过分析外输温度对管道能耗损失的影响,可知外输系统耗气量随着外输温度的升高而增加,耗电量随着外输温度的升高而降低;运行费用随着掺水温度的升高先降低后升高,在温度为50~55℃时运行费用最低。     

基于资金时间价值的工程投标报价优化模型及算法

根据工程量清单报价招标和工程款周期支付的特点,基于资金时间价值对工程承包收益的影响,利用不平衡报价原理和规划理论,提出了优化工程投标报价的线性规划模型和计算机算法,通过提高早期施工项目的单价,降低后期施工项目的单价,达到在保持静态投标总报价不变时提高工程承包收益的净现值,以提高实际收益水平;在保持收益现值不变时降低工程投标静态总报价,以提高中标率.     

高层建筑箱形基础与地基和上部结构共同工作机理的初步探讨和采用弹性杆的简化计算法

地基、箱基与上部结构相互作用有两个不同阶段.当楼身筑高H_Ⅰ≤0.3L时为第Ⅰ阶段,箱基呈弹性地基梁的作用,当楼身筑高超过0.3L以后为第Ⅱ阶段,上部结构出现“拱效应”,地基出现塑性变形,使箱基中的整体弯曲应力减小. 作者还提出了用“弹性杆”来考虑相互作用影响的简化计算法.     

遗传算法在矿井通风网络优化中的应用

建立了矿井通风系统网络优化的非线性规划数学模型,并用遗传算法来求解该优化模型.使用罚函数法对优化模型所包含的约束方程进行转化和处理,使之适用于遗传算法.罚函数的形式采用不可微精确罚函数,并在惩罚参数的选择上参考了模拟退火算法的一些优点,设计出一种动态罚函数.应用遗传算法对一个简单通风网络的优化模型进行求解.结果表明：优化后通风系统总能耗降低了7.78 kW,其下降幅度约为3%.     

利用“准最优基”简化单纯形法求解过程

深入剖析线性规划的优化机理,在线性规划单纯形表解法的基础上,利用单位资源所获得的价值由大到小规定了进基顺序,依据基的概念确定了"准最优基",将相应于"准最优基"的系数矩阵化为单位阵,然后依照单纯形法的判定标准,判定"准最优基"是否为最优基,若不是,再利用原单纯形表解法进行基的转换,直至找到最优基."准最优基"方法有效地化简了求解过程,使计算缩减了60%以上,同时,不再引入人工变量,求解过程改两阶段为一阶段,为解决大规模线性规划问题提供了一个有效的方法.     

Two-stage image segmentation based on edge and region information

A two-stage method for image segmentation based on edge and region information is proposed. Different deformation schemes are used at two stages for segmenting the object correctly in image plane. At the first stage, the contour of the model is divided into several segments hierarchically that deform respectively using affine transformation. After the contour is deformed to the approximate boundary of object, a fine match mechanism using statistical information of local region to redefine the external energy of the model is used to make the contour fit the object's boundary exactly. The algorithm is effective, as the hierarchical segmental deformation makes use of the globe and local information of the image, the affine transformation keeps the consistency of the model, and the reformative approaches of computing the internal energy and external energy are proposed to reduce the algorithm complexity. The adaptive method of defining the search area at the second stage makes the model converge quickly. The experimental results indicate that the proposed model is effective and robust to local minima and able to search for concave objects.     

铁矿山矿石破碎能量与粒度关系

为研究铁矿石破碎能量与粒度的理论关系,将铁矿石从原矿破碎至精矿粒度的所有阶段看作一个破碎系统.首先对矿石破碎能量与粒度关系的基础理论进行整合分析,构建铁矿石破碎能量理论模型;然后通过现场调研的方法分析铁矿石破碎能量的变化特征,开展室内试验分析各破碎阶段铁矿石样品的粒度分布特征;最后采用数值拟合的方法分析铁矿石破碎系统单位能量随粒度的变化特征,使用矿山各破碎阶段的单位能量、矿石特征粒度和中值粒度验证铁矿石破碎能量理论模型的可靠性.研究结果表明,随着破碎阶段的变迁,铁矿山矿石破碎能量指数增加,且分布不合理,矿石粒度依次呈现指数函数分布、多项式函数分布和朗缪尔幂函数分布的特征,破碎系统单位能量与矿石粒度呈负相关的函数关系,在矿石中值粒度d_(50)为12 mm或特征粒度d_(80)为25 mm时,系统单位能量的变化速率出现转折.所构建的铁矿石破碎能量理论模型扩大了能量计算的粒度范围,可用于拟合铁矿石阶段破碎单位能量与入破粒度和产品粒度的函数公式,为铁矿山矿石破碎能量计算提供理论依据.     

A two-scale contact model for collisions between blocks in CDEM

Contact detection between interacting blocks is of great importance to discontinuity-based numerical methods, such as DDA, DEM, and NMM. A rigorous contact theory is a prerequisite to describing the interactions of multiple blocks. Currently, the penalty method, in which mathematical springs with high stiffness values are employed, is always used to calculate the contact forces. High stiffness values may cause numerical oscillations and limit the time step. Furthermore, their values are difficult to identify. The intention of this study is to present a two-scale contact model for the calculation of forces between colliding blocks. In this new model, a calculation step taken from the moment of contact will be divided into two time stages: the free motion time stage and the contact time stage. Actually, these two time stages correspond to two real physical processes. Based on this, we present a new numerical model that is intended to be more precise and useful in calculating the contact forces without mathematical springs. The propagation of the elastic wave during collision is of a characteristic length, which determines the volume of material involved in the contact force calculation. In conventional contact models, this range is always regarded as the length of one element, which may lead to an inaccurate calculation of contact forces. In fact, the real scale of this range is smaller than the length of a single element, and subdivided elements, which are refined according to the characteristic length and are presented in the new contact model.     

桁架结构几何外形的优化设计

桁架结构几何外形优化设计的一种分层方法，即将优化的毒一轮迭代分为两层；在截面层，节点，通过以杆件内力为变量，形成线性规划模型，利用单纯形方法确定出最成人力后，再转换成截面；在节点歧，固定截面，改变传统的以重量为目标函数的做法，而以杆件内力平方和为目标函数，形成非线性规划模型，采用可行方向法进行求解。