自压喷灌管网系统优化设计

着重研究了杈形自压喷灌管网系统的优化问题。根据各级管道的特点及相互关系，采用了线性规划与动态规划相结合的方法，用线性规划对各级管道进行优化；用动态规划寻求整个管网系统的优化方案。两种方法交替进行，最终求得管网系统投资最小的设计方案。这一方法便于计算机求解，具有占用内存少、运算速度快的特点。     

微喷灌田间管网的优化研究

出水口的位置不同,田间管网布置方案也不同,从而影响田间管网的投资费用,以往的研究大多忽略了出水口位置对管网投资的影响。【目的】探究在自压供水条件下,出水口位置对田间管网建设费用的影响。【方法】分别对出水口位于地块一角、地块一边、地块中间3种情形建立以毛管长度、支管管径为决策变量,以微喷灌田间管网总投资最小为目标的优化模型,采用变径设计,选用遗传算法求解。【结果】与传统规范设计方案相比,出水口位于地块一角、一边和中间的模型优化方案,管道投资分别降低了20.0%、9.5%、23.9%。对比规范设计结果,出水口位于地块一边的管网投资最小,比出水口位于地块一角的布置方案投资降低了13.4%,出水口位于地块中间比位于一角时布置方案投资降低了7.2%;对比模型优化结果,出水口位于地块中间比出水口位于地块一角和出水口位于地块一边时田间管网投资分别降低了11.8%、9.9%。【结论】模型优化结果节省投资明显,模型优化结果显示出水口位于中间毛管双向布置时投资最省。     

基于双重编码遗传算法的树状管网优化设计

以投资最小为目标函数,建立了树状管网优化数学模型,并采用遗传算法进行求解.针对树状管网优化的特点,遗传算法采用二进制编码和整数编码相结合的双重编码,以同时对管网布置形式和管径进行优化,并结合了模拟退火算法,调整了适应函数,给出了初温的确定方法,操作过程中采用随机多父辈适应函数值加权交叉,提出了与优化问题相适应的变异方法.算例说明了该优化方法的有效性.     

基于自适应惩罚遗传算法的给水管网优化设计

针对给水管网遗传优化设计中常规惩罚函数边界约束条件存在的问题,提出了一种能根据每代计算结果自适应调节惩罚因子的自适应惩罚遗传算法,并应用改进遗传算法寻求管网投资最小的设计方案.研究表明,应用该方法能够更有效地搜索最优解,可节约工程费用2.29%～12.01%,在工程优化设计中有一定的实用价值.     

给水管网优化设计的多目标遗传算法

为兼顾给水管网优化设计中的经济性和可靠性问题,以管网年费用和管网系统可靠性为目标函数建立给水管网优化设计的多目标遗传算法数学模型;并将系统可靠性定义为"节点富余水头加权平均值"和"管网恢复力",进而对多目标遗传算法模型求解过程进行分析。最后以一个典型的工程案例加以验证,结果表明,多目标遗传算法所得到的目标函数值和管网水力性能明显优于传统设计方法,充分说明了多目标遗传算法用于管网优化设计的实用性和有效性。     

基于改进遗传算法的农村供水管网优化设计

以农村树状管网系统为优化对象,以寻求管网投资费用和运行管理费用最小化为目标,以压力、流量、流速等限制为约束条件,建立树状供水管网的动态规划模型,用惩罚函数法将有约束问题转化为无约束问题。基于遗传算法的基本原理,并针对实际情况,遗传算法采用实数编码、惩罚策略及算术交叉等改进技术。经实例验证:这种方法既避免了编码的冗余问题又提高了计算的实用性和高效性。     

喷灌系统田间管网的优化设计及其投资比较

本文通过多种田间管网的布置形式方案的比较,研究和探讨了适合湛江市区情的喷灌方式。     

轻小型移动喷灌机组低能耗遗传算法优化设计

合理配置与优化设计喷灌机组有助于实现机组装置效率最大化,有效降低能量消耗.以能耗最小为目标,以水泵一管路运行工况、喷头最小工作压力和喷头压力极差率为约束条件,以喷头配置数量、管道直径和末端喷头压力为决策变量,建立轻小型移动喷灌机组优化数学模型,提出基于遗传算法的优化设计方法.在满足喷灌设计参数条件下,模型与算法能够优化喷头数量、管道直径,还能够对系统流量、压力、效率、单位能耗等工作参数进行计算与设计,同时保证水泵与管路同在优化的工况下工作,算例分析表明优化后机组的能耗降低14.2%.只需输入设计要求的已知条件,算法程序就能自行运算出优化结果,运算结果稳定可靠、求解速度快、精度高,具有良好的通用性和实用性.     

基于遗传算法的树状灌溉管网优化设计

针对树状灌溉管网优化设计的特点,以管网投资最小为优化目标,提出了一种符合实际且能结合设计人员经验的灌溉管网优化布置,并利用基于整数编码的遗传算法进行求解,减少了非可行解的产生。并编制了matlab优化设计程序,通过实例进行验证,并与相关生成树算法进行比较,研究表明,该方法可获得较优的设计方案。     

全射流喷头的研究现状及发展趋势

总结了全射流喷头的几种结构形式及其结构特点。重点阐述了PSF型反馈式步进全射流喷头的工作原理：并对几种常用的摇臂式喷头和全射流喷头的性能参数进行了比较。全射流喷头的研究将从喷头内、外特性研究出发,最终提出全射流喷头多目标、多约束的优化设计方法。     

污水管网的优化设计研究

通过对污水管网的优化设计进行比较探讨 ,提出采用动态规划法中的 DDDP法 ,通过廊道搜索 ,达到最后的精度要求 ,克服了其它一些方法中的缺点 ,不论地形平坦或丘陵地区 ,均适用。采用 C语言编制的程序有较好的通用性和实用价值     

灌溉管网优化设计研究进展

总结了经典数学规划理论在灌溉管网优化上的应用,对新型智能优化算法、多种数学规划方法横向结合及分级优化等一批新兴的优化理论和技术在管网设计中的最新进展,进行了归纳和分类,对不同方法的优劣进行了简单的评价,在灌溉管网的分支--微灌管网的田问优化方面进行了归纳,也对利用计算机工具在灌溉管网优化设计中的应用和前景提出粗浅的认识,并提出了未来管网优化设计中亟待解决的一些问题.     

六方(四方)形摇臂式喷头水力学特征分析(五)

对六方(四方)形摇臂式喷头在一种新型固定式管道喷灌系统中的田间管网布置形式进行了分析。结果表明,方形喷头在该型管网布置形式中的应用可以降低工程投资一半以上,并有效地提高了水资源的利用率和喷灌效率。为促进固定式管道喷灌系统的进一步推广提供了新的证据。     

用基于整数编码的改进遗传算法进行环状管网优化设计

应用基于整数编码的改进遗传算法进行环状管网管径优化设计 ,既可避免编码冗余问题 ,又可提高算法的实用性和计算效率 ,并能在较大解空间范围内获得最优管径组合方案以实现尽可能大的管网投资     

基于图论和列队竞争算法的环状管网优化设计

用控制参数少、具有二个竞争水平的进化算法——列队竞争算法进行环状管网优化设计。优化过程中先用该算法产生管径组合方案,然后用基于图论理论的水力计算模型计算每个方案的管段水头损失和设计流量,据此再计算该方案的适应度函数,从而得到系统的管径组合方案和管段计流量。通过工程实例验证表明,提出的优化法可行,优化效果明显,且该方法不用初设管段流量,输入参数少,收敛速度快,易于程序实现。     

机压微灌管网系统布置与管径同步优化设计

微灌管网系统由轮灌管网(支毛管)和续灌管网(干管)组成,以往的研究没有将其作为一个系统,且不能实现布置与管径组合的同步优化,研究成果对坡度均匀的大型灌区机压微灌独立管网系统的优化也不适用。因此,提出了机压微灌管网系统优化的方法,并建立了优化设计数学模型,采取整数及实数编码的混合编码方法,通过遗传算法求解,同时实现轮灌管网及续灌管网的布置优化及管径组合优化,得出的管径为标准商用管径,无需调整。实例计算结果表明,该模型与算法在求解机压微灌管网系统优化设计问题上具有良好的优化性能和求解精度。与传统设计方案相比较,轮灌管网和续灌管网的优化设计方案单位面积年费用分别降低了14. 85%～35. 59%和4. 12%～12. 99%,节省投资效果明显。     

自压式树状管网的两级优化设计模型与神经优化设计

建立了自压式树状管网两级优化设计模型,并用人工神经网络法实现树状管网非线性规划模型的快速求解。采用的人工神经网络技术的两级优化设计模型在适用范围、求解速度和获得最优解能力上,均优于单一的非线性规划模型和线性规划模型,是实现树状管网全局优化设计的一条新途径。