反應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)綜合超結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的研究.pdf

1、本文以簡(jiǎn)化超結(jié)構(gòu)模型為目的，研究基于反應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)超結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法，具體研究?jī)?nèi)容如下： (1)闡述了全混流反應(yīng)器(ContinuousStirredTankReactor-CSTR)對(duì)平推流反應(yīng)器(PlugFlowReactor-PFR)等常用類型反應(yīng)器的替代性原理，以CSTR反應(yīng)器為基本反應(yīng)器類型，建立基于CSTR的反應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)超結(jié)構(gòu)。將復(fù)雜的含有微分/代數(shù)方程的非線性規(guī)劃問題簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的僅含代數(shù)方程的反應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)超結(jié)構(gòu)模型。

2、 (2)對(duì)基于CSTR的反應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)超結(jié)構(gòu)模型，提出了求解該問題的雙層優(yōu)化方法。該算法通過(guò)將反應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)綜合非線性規(guī)劃問題分解為物流流量和反應(yīng)器體積空間的線性優(yōu)化和濃度空間的非線性優(yōu)化問題，降低了所求解問題的規(guī)模和難度，同時(shí)利用粒子群算法和列隊(duì)競(jìng)爭(zhēng)算法相結(jié)合的全局優(yōu)化算法進(jìn)行濃度空間的搜索，提高了求得全局最優(yōu)解的概率。實(shí)例研究結(jié)果表明，優(yōu)化結(jié)果與文獻(xiàn)結(jié)果相一致，且有的優(yōu)于文獻(xiàn)結(jié)果，所以基于CSTR的反應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)模型和雙層優(yōu)化算法是有效的。

3、 (3)一般情況下，基于CSTR的反應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)超結(jié)構(gòu)模型規(guī)模較大，而傳統(tǒng)的反應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)模型都是含有高度非線性的微分/代數(shù)模型方程。本文采用離散化微分方程的策略來(lái)簡(jiǎn)化超結(jié)構(gòu)模型，該策略采用有限元正交配置(OrthogonalCollocationonFiniteElement)法將模型中的微分方程進(jìn)行離散化，得到一系列非線性代數(shù)方程組，將這些方程組與其它約束條件一起作為反應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)超結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用GAMS數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。實(shí)例研究