基于混合蛙跳算法的成品油管网优化设计

成品油输送管网的参数优化模型,属于非线性离散变量优化组合问题,且目标函数具有多峰性,往往存在局部极小点,容易陷入局部寻优.为了克服传统算法及以往非线性规划的不足.文章尝试用一种新兴的启发式算法--混合蛙跳算法(SFLA)来解决此类参数优化难题.建立以管道建设费用为目标函数和以管道各节点流量方程、环路能量平衡方程等为约束条件的数学模型,采用SFLA算法进行求解.算例结果表明,SFLA算法可以较好地解决成品油输送管网的参数优化问题.同理,可应用于解离散域组合参数优化问题.     

填充函数在测井优化解释中的应用

针对测井优化解释中利用最优化数学方法只能求得目标函数的局部极小值,而且寻优速度慢,本文介绍了填充函数技术,将单参数填充函数、双参数填充函数引入最优化方法中。这种方法减小了优化结果对初始值的依赖,能可靠地求出目标函数的全局最优解,并提高了寻优收敛速度。     

基于Powell 遗传退火精确罚函数法求解气井产量动态优化模型

针对气井产量动态优化模型的非线性特点,提出了基于Powell 遗传退火精确罚函数解法.该方法把无约束优化中的直接解法Powell 方法作为一个与选择、交叉和变异平行的算子,嵌入到基本遗传算法中,在遗传算法中定义Powell 算子,采用退火精确罚函数法控制罚项,得到一种求无约束优化问题全局最优解的混合遗传算法.该法避免了求解模型梯度的困难,且有效地克服了Powell 方法只能搜索到局部最优解,而由人为给出多个初始点进行多次计算来求最优解时,成功概率不高的缺陷;同时又能显著提高遗传算法收敛到全局最优解的概率.通过实例应用说明该方法实用而有效,可作为气井合理生产制度调整的依据.     

优化集输管网系统的有效方法

胜利浅海埕岛油田集输管网系统优化研究,涉及到最优化方面的数学理论、技术经济评估,以及如何通过计算机实现优化等问题。建立的目标函数包括管道费用(管材费用和管道建设费用)、动力费用、热力费用3部分。通过混合SUMT方法将约束优化转化为无约束优化,然后运用黄金分割法和POWELL法联合求解,得到最优值。此方法适用于离散变量和连续变量的优化。枚举法只适用于离散变量的优化。     

优化集输管网系统的有效方法

胜利浅海埕岛油田集输管网系统优化研究，涉及到最优化方面的数学理论、技术经济评估，以及如何通过计算机实现优化等问题。建立的目标函数包括管道费用(管材费用和管道建设费用)、动力费用、热力费用3部分。通过混合SUMT方法将约束优化转化为无约束优化，然后运用黄金分割法和POWELL法联合求解，得到最优值。此方法适用于离散变量和连续变量的优化。枚举法只适用于离散变量的优化。     

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文章把实验设计中的均匀设计思想引入优化设计，提出了一种将确定性和随机性相结合的优化方法。该方法根据均匀设计原理在优化模型的设计变量空间内均匀分布一系列点,然后将可行域内的上述系列布点作为优化计算的系列初始点，并选用常规模拟优化算法,分别进行优化计算，得到优化模型的一系列局部最优点。如果有必要再在局部最优区加密网格，然后再模拟数据，就能得到这些数据的改进最优解,并且重复插值过程，该算法可求取非线性多峰函数的全局最优解。文章编制了计算程序,给出了计算实例,计算结果表明该设计方法是可行的。     

均匀设计理论在油田开发中的应用

把实验设计中的均匀设计思想引入优化设计,提出了一种将确定性和随机性相结合的优化方法。该方法根据均匀设计原理在优化模型的设计变量空间内均匀分布一系列点,然后,将可行域内的上述系列布点作为优化计算的系列初始点,并选用常规模拟优化算法,分别开始进行优化计算,得到优化模型的一系列局部最优点。如果必要的话再在局部最优区加密网格,然后模拟额外的数据,那么能得到这些数据的改进最优解。并且重复插值过程该算法可求取非线性多峰函数的全局最优解。编制了计算程序,给出了计算实例,计算结果表明该设计方法是可行的。     

长输原油管道设计方案优化研究

研究了原油管道优化设计中考虑加减阻剂输送工艺时数学模型的建立及求解.首先建立了加减阻剂后水力坡降和减阻剂浓度与原油流量、粘度及管径关系的两个数学模型.用遗传算法优化技术分别求得两个模型中的回归参数,实例检验其最大误差仅为2.9750%.以此模型为基础,建立了加减阻剂与不加减阻剂时原油管道优化设计数学模型,采用混合离散变量遗传算法,混合离散变量复合形法与数据库技术相结合的策略来求解模型.这样既保证了最优解的可靠性、准确性,又加快了寻优速度.给出了原油管道优化设计数学模型的求解流程.算例表明,采用加减阻剂输送方案进行优化设计时,必须考虑减阻剂、电力、燃料价格对年折合费用、运行管理费用的影响.该算例的最优方案是:先按平均流量下不加剂进行优化设计;运行输量超过平均输量时,采用加剂输送工艺进行优化运行.     

自适应混合反演剩余静校正

本文针对剩余静校正问题的非线性特点，分析了已有的线性反演及非线性反演方法的优缺点，在此基础上提出了一种计算效率较高、搜寻全局最优解的混合反演方法；即在求解过程中每次扰动采用线性寻优方法搜寻局部最优解，在迭代过程中采用模拟退火法随机搜寻，就可以用较少的迭代次数搜寻全局最优解。此文中还提出了反演参数的选取方法，使得该法具有自适应的特点。理论分析和数值计算表明，该法不仅解决了剩余静校正较强的非线性全局优化问题，而且提高了计算效率，是一种切实可行的自适应剩余静校正方法。     

基于AHP-CRITIC法的半潜式钻井平台主尺度多准则决策

针对半潜式钻井平台的主尺度优化问题,提出一种改进后的Analytic Hierarchy Process-Criteria Importance Though Intercriteria Correlation （AHP-CRITIC）主客观赋权法。基于响应面优化法得到设计变量与目标函数之间的函数关系,采用多目标遗传算法（Multi-Objective Genetic Algorithm,MOGA）对第七代半潜式平台主要构件尺度进行优化,得到Pareto前沿和3组最优解集,与原始方案比较发现各项水动力性能均有明显改善,且整体用钢量显著降低。对原有的单一主观或单一客观的评价决策方法进行改进,将二者结合,采用AHP与CRITIC赋权法结合的方法对最优解集的不同方案进行评估,得到一个既满足决策者的主观期望,又符合各指标之间相关关系规律的最优主尺度方案。该种基于综合性能的自动寻优决策方法高效合理,与单一评价方法相比更加全面,可应用于实际工程初步设计主尺度确定。     

地球物理反演中的高效混沌优化改进算法

混沌方法已成为一种新颖且有潜力的优化工具。之前出现的几种基于混沌优化改进算法，其改进的核心就是在混沌优化搜索过程中，用已具有一定精度的当前最优解为中心，不断缩小优化变量的搜索区间， 调整、细化参数，使搜索更快、更有效地向最优解收敛。但这些改进算法也存在明显的不足，当搜索起始点选择不合适、遍历区间很大或控制参数选取不合适时，搜索结果很难达到或接近最优解，上述算法也可能需要花费很长的时间才能取得较好的优化性能，同样易再次陷入局部解。针对上述问题，提出一种通过不断初始化初始参数，充分利用混沌的遍历性，无需在迭代中修改搜索空间但又可迅速得到最优解的优化方法，经对几个复杂函数及泊松比反演的测试表明，其方法为快速高效的优化算法，有望在地球物理反演中广泛应用     

整体法兰拉格朗日乘子法优化设计

根据GB150—1998钢制压力容器中整体法兰中的应力校核原则,采用优化设计方法中拉格朗日乘子法,进行最小质量的优化计算。将法兰有效厚度δf作为随机变量,轴向应力、径向应力、环向应力和组合应力校核作为约束条件,法兰质量作为目标函数,在满足所要求的可靠度基础上优化法兰尺寸,从而减轻法兰质量,目的是尝试一种比常规设计更有效可行的优化设计方法,并以换热器外浮头盖法兰为优化设计实例,说明该方法切实可行。     

有分支天然气管线优化设计

管道系统的优化设计,即是寻求管径、壁厚、压气站数和输气压力等主要工艺参数的最佳组合,使系统在技术上可行经济上合理。考虑到天然气管道沿线 擀分气会导致各段管径、壁碍等设计参数的变化,同时根据技术经济学原理,引入终值费用作为管线的经济指标,建立优化模型,并 混合离散变量优化方法进行求解。算例实践证明该设计方法具有可行性     

基于逻辑模拟退火法的炼油厂原油库存调度优化

提出了一种混合模拟退火算法，以模拟退火法作为随机搜索引擎，利用逻辑编程和线性规划来检验和处理搜索结果。这种算法既可以发挥随机搜索法的快速寻找可行解的优势，又可以充分考虑特定问题内在的逻辑和数学关系，使之可以在较短的时间内得到一较优解。实例计算结果表明，同传统的混合整数线性规划方法相比，这种算法可以快速地给出优化解，且优化值与全局最优值差别不大，可以更好地解决原油实际调度问题。     

离散变量优化设计的方向速率法

根据离散变量的特点,提出了方向速率的概念。针对具有单调性的一类目标函数、约束函数的优化设计问题,提出了一种在可行集外由目标函数最小的点出发,沿目标函数增另最小,约束函数降低最多的方向逐步搜索,逐步靠近集边界的方向速率法。     

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天然气集输管网的参数优化设计模型，属于非线性离散化最优组合问题，且目标函数具有多峰性，往往存在局部极小点，遗传算法对处理此类工程设计问题具有较大的优越性。为此，以管道建设费用为目标函数，以管道的稳态分析、各节点的流量、压力及管道的压力限制等为约束条件，建立了天然气集输管网的参数优化设计模型。采用遗传方法求解，并给出了计算机软件算法框图。利用该算法可以提高全局收敛性，从而加快系统的求解速度，并由此得到问题的最优解，是一种可取的优化算法。     

阿基米德螺线双驴头抽油机优化设计

双驴头抽油机优化设计是一个具有不等式约束多目标函数的非线性规划问题。在建立双驴头抽油机优化设计数学模型中,综合考虑到各项指标对抽油机总体性能的影响,选用“以能耗低、质量轻、综合性能指标要好”为寻优目标,在约束条件方面主要解决干涉问题。寻优算法运用直接求非劣解的概念,借用枚举和直接方法进行寻优,提出了根据各目标函数的重要程度及变化程度选择最优解的原则。用该优化方法对12－5－48HB型后驴头为阿基米德螺线双驴头抽油机进行了优化设计,并对优化结果和后驴头为三段圆弧的双驴头抽油机及游梁式抽油机进行对比分析。     

DZ450／9—S双升式钻机底座的结构优化设计

建立杆系钻机底座结构优化设计的数学模型,以底座结构的结构重量为目标函数,所考虑的约束包括应力约束,截面尺寸上下限约束,位移约束和局部稳定约束,采用离散变量的拟满应力结构优化设计与有限元分析相结合的方法,给优化计算的步骤,编制相应的计算程序,DZ450／9－S钻机底座结构优化设计计算的结果表明,采用的结构优化设计方法是可行的。     

基于离散惩罚粒子群算法的波纹管优化设计

以《美国膨胀节制造商协会标准》(EJMA)最新版为依据,建立了波纹管优化设计的数学模型。为获得波纹管优化设计的全局最优解,将粒子群算法与离散惩罚函数法相结合,构建了离散惩罚粒子群算法,并提出更新离散惩罚因子的策略。利用上述模型和方法,对公称直径400～1000mm的某系列U形波纹管进行优化设计,优化目标E/Q值比在线产品E/Q值提高了19.0%～99.1%,表明这种算法能有效地解决目前波纹管设计中存在的问题。