计算物理 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (4): 479-490.DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8465
马秀宝1(), 盖照亮2, 崔国民1,*(
), 周志强1, 韩新宇1, 杨其国1
收稿日期:
2021-11-01
出版日期:
2022-07-25
发布日期:
2022-11-17
通讯作者:
崔国民
作者简介:
马秀宝(1998-), 男, 硕士研究生, E-mail: maxiubao98@163.com
基金资助:
Xiu-bao MA1(), Zhao-liang GAI2, Guo-min CUI1,*(
), Zhi-qiang ZHOU1, Xin-yu HAN1, Qi-guo YANG1
Received:
2021-11-01
Online:
2022-07-25
Published:
2022-11-17
Contact:
Guo-min CUI
摘要:
针对现有质量交换网络优化方法存在的不足, 提出一种适用于质量交换网络综合的强制进化随机游走算法。通过随机增大或减小质量交换器的传质负荷、分流比以及贫流股的流量, 并设置最小阈值实现网络连续和整型变量的同步优化; 通过以较小概率接受差解, 增强结构变异, 使算法更好地兼顾质量交换网络的全局和局部搜索。在2个质量交换网络实例中的应用表明, 优化结果优于文献最优结果, 算法保持了个体的独立进化且具有良好的全局和局部搜索能力。
马秀宝, 盖照亮, 崔国民, 周志强, 韩新宇, 杨其国. 基于强制进化随机游走算法的质量交换网络综合[J]. 计算物理, 2022, 39(4): 479-490.
Xiu-bao MA, Zhao-liang GAI, Guo-min CUI, Zhi-qiang ZHOU, Xin-yu HAN, Qi-guo YANG. Mass Exchanger Network Synthesis Based on Random Walk Algorithm with Compulsive Evolution[J]. Chinese Journal of Computational Physics, 2022, 39(4): 479-490.
图3 MEN-NNM模型网络连接及连接关系局部图(a) MEN-NNM模型网络连接;(b) 质量交换器连接关系局部示意图
Fig.3 MEN-NNM model network connection and partial diagram of connection relation (a) Network connection of MEN-NNM model; (b) Partial diagram of MEN connection relation
富流股 | Gi/(kg·s-1) | Tiin/(kg·kg-1) | Yiout/(kg·kg-1) | 贫流股 | Ljc/(kg·s-1) | Xjin/(kg·kg-1) | Xjout/(kg·kg-1) | CjL/($·kg-1) | |
R1 | 0.9 | 0.07 | 0.000 3 | S1 | 2.3 | 0.000 6 | 0.031 | 0.004 | |
R2 | 0.1 | 0.051 | 0.000 1 | S2 | ∞ | 0.000 2 | 0.003 5 | 0.006 |
表1 算例1的流股数据
Table 1 Streams data in Case 1
富流股 | Gi/(kg·s-1) | Tiin/(kg·kg-1) | Yiout/(kg·kg-1) | 贫流股 | Ljc/(kg·s-1) | Xjin/(kg·kg-1) | Xjout/(kg·kg-1) | CjL/($·kg-1) | |
R1 | 0.9 | 0.07 | 0.000 3 | S1 | 2.3 | 0.000 6 | 0.031 | 0.004 | |
R2 | 0.1 | 0.051 | 0.000 1 | S2 | ∞ | 0.000 2 | 0.003 5 | 0.006 |
L1/(kg·s-1) | L2/(kg·s-1) | No. of trays | No. of units | Spilts: rich/lean | TAC/($·a-1) | difference/% | |
Ref.[ | 2.205 | 0.236 62 | 37 | 6 | 0/2 | 469 968 | 14.71 |
Ref.[ | 2.197 | 0.315 | 25 | 5 | 0/1 | 431 613 | 5.35 |
Ref.[ | 2.195 | 0.331 | 25 | 4 | 0/2 | 429 700 | 4.88 |
Ref.[ | 2.235 2 | 0.365 7 | 21 | 4 | 0/0 | 422 293 | 3.07 |
Ref.[ | 2.198 | 0.303 | 24 | 4 | 0/2 | 420 545 | 2.65 |
Ref.[ | 2.192 | 0.357 | 20 | 4 | 0/2 | 411 166 | 0.36 |
Ref.[ | 2.189 3 | 0.383 7 | 19 | 6 | 0/0 | 410 971 | 0.31 |
Ref.[ | 2.189 54 | 0.381 24 | 19 | 6 | 0/0 | 410 565 | 0.21 |
2.195 87 | 0.320 42 | 21 | 4 | 0/1 | 409 704 | 0.00 |
表2 算例1的优化结果对比
Table 2 Comparison results of Case 1
L1/(kg·s-1) | L2/(kg·s-1) | No. of trays | No. of units | Spilts: rich/lean | TAC/($·a-1) | difference/% | |
Ref.[ | 2.205 | 0.236 62 | 37 | 6 | 0/2 | 469 968 | 14.71 |
Ref.[ | 2.197 | 0.315 | 25 | 5 | 0/1 | 431 613 | 5.35 |
Ref.[ | 2.195 | 0.331 | 25 | 4 | 0/2 | 429 700 | 4.88 |
Ref.[ | 2.235 2 | 0.365 7 | 21 | 4 | 0/0 | 422 293 | 3.07 |
Ref.[ | 2.198 | 0.303 | 24 | 4 | 0/2 | 420 545 | 2.65 |
Ref.[ | 2.192 | 0.357 | 20 | 4 | 0/2 | 411 166 | 0.36 |
Ref.[ | 2.189 3 | 0.383 7 | 19 | 6 | 0/0 | 410 971 | 0.31 |
Ref.[ | 2.189 54 | 0.381 24 | 19 | 6 | 0/0 | 410 565 | 0.21 |
2.195 87 | 0.320 42 | 21 | 4 | 0/1 | 409 704 | 0.00 |
富流股 | Gi/(kg·s-1) | Yiin/(kg·kg-1) | Yiout/(kg·kg-1) | 贫流股 | Ljc/(kg·s-1) | Xjin/(kg·kg-1) | Xjout/(kg·kg-1) | CjL/($·s·kg-1·a-1) | |
R1 | 0.25 | 0.13 | 0.10 | S1 | ∞ | 0.030 | 0.070 | 58 680 | |
R2 | 0.1 | 0.06 | 0.02 | S2 | ∞ | 0.001 | 0.020 | 704 160 |
表3 算例2的流股数据
Table 3 Streams data in Case 2
富流股 | Gi/(kg·s-1) | Yiin/(kg·kg-1) | Yiout/(kg·kg-1) | 贫流股 | Ljc/(kg·s-1) | Xjin/(kg·kg-1) | Xjout/(kg·kg-1) | CjL/($·s·kg-1·a-1) | |
R1 | 0.25 | 0.13 | 0.10 | S1 | ∞ | 0.030 | 0.070 | 58 680 | |
R2 | 0.1 | 0.06 | 0.02 | S2 | ∞ | 0.001 | 0.020 | 704 160 |
L1/(kg·s-1) | L2/(kg·s-1) | No. of trays | Packed height/m | No. of units | Spilts: rich/lean | TAC/($·a-1) | Difference/% | |
Ref.[ | 0.276 | 0.023 | 4 | 0.457 | 3 | 0/1 | 52 300 | 7.26 |
Ref.[ | 0.3 | 0.021 | 4 | 0.309 | 3 | 0/1 | 52 068 | 6.78 |
Ref.[ | 0.276 9 | 0.022 1 | 4 | 0.319 | 3 | 0/1 | 50 855 | 4.29 |
Ref.[ | 0.279 | 0.018 6 | 4 | 0.33 | 3 | 0/0 | 49 000 | 0.49 |
Ref.[ | 0.281 | 0.018 4 | 4 | 0.33 | 3 | 0/0 | 49 000 | 0.49 |
0.278 56 | 0.018 4 | 4 | 0.295 | 3 | 0/0 | 48 763 | 0.00 |
表4 算例2的优化结果对比
Table 4 Comparison results of Case 2
L1/(kg·s-1) | L2/(kg·s-1) | No. of trays | Packed height/m | No. of units | Spilts: rich/lean | TAC/($·a-1) | Difference/% | |
Ref.[ | 0.276 | 0.023 | 4 | 0.457 | 3 | 0/1 | 52 300 | 7.26 |
Ref.[ | 0.3 | 0.021 | 4 | 0.309 | 3 | 0/1 | 52 068 | 6.78 |
Ref.[ | 0.276 9 | 0.022 1 | 4 | 0.319 | 3 | 0/1 | 50 855 | 4.29 |
Ref.[ | 0.279 | 0.018 6 | 4 | 0.33 | 3 | 0/0 | 49 000 | 0.49 |
Ref.[ | 0.281 | 0.018 4 | 4 | 0.33 | 3 | 0/0 | 49 000 | 0.49 |
0.278 56 | 0.018 4 | 4 | 0.295 | 3 | 0/0 | 48 763 | 0.00 |
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