山东理工大学李凯获国家专利权
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龙图腾网获悉山东理工大学申请的专利一种基于非支配排序差分进化算法的管壳式换热器多目标优化设计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115408871B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211087135.7,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权一种基于非支配排序差分进化算法的管壳式换热器多目标优化设计方法是由李凯;王正方;贺磊设计研发完成,并于2022-09-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于非支配排序差分进化算法的管壳式换热器多目标优化设计方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种基于非支配排序差分进化算法对管壳式换热器进行多目标优化设计的方法。该方法是为了更好解决管壳式换热器多目标优化设计问题,减少换热器设计中工艺计算的复杂性,根据设计要求、操作参数和物性参数,计算所需热负荷的情况下,以降低换热面积、减小壳程压力降、提高传热单元数作为目标函数,以单弓形折流板管壳式换热器作为结构模型,从操作参数和结构参数中选取设计变量,根据国家标准与经验数据表确立约束条件,在工艺计算基础上,建立起一套管壳式换热器多目标优化设计模型;利用非支配排序差分进化算法对其多目标优化设计模型进行求解,得到这三个目标函数最优的解集,来以达到设计的换热器投资少、压降小、换热能力大的目的,同时设计者也可根据生成的解集中根据实际设计要求选择最优的一组解集作为设计方案。
本发明授权一种基于非支配排序差分进化算法的管壳式换热器多目标优化设计方法在权利要求书中公布了:1.一种基于非支配排序差分进化算法的管壳式换热器多目标优化设计方法,其特征在于,包括以下步骤: 1根据设计要求、操作参数和物性参数,计算确定所需热负荷; 2建立换热面积的目标函数式中: A——换热面积,m2 Q——热负荷,kW K——总传热系数,Wm2·℃ Δtm——平均温差,℃ 3建立壳程压力降的目标函数ΔPs=ΔP1+ΔP2FsNs 式中: ΔPs——壳程压力降,Pa ΔPI——流体横过管束的压力降,Pa ΔP2——流体通过折流板缺口的压力降,Pa Fs——壳程压力降的结垢修正系数,无因次,对液体取1.15:对气体取1.0 Ns——壳程数 4建立传热能力的目标函数式中 Wmin——两换热流体中热容量较小流体的热容量 NTU——传热单元数 5以单弓形折流板换热器为结构模型,在操作参数和结构参数中选取设计变量,根据国家标准与经验数据表确立约束条件; 6建立多目标优化模型,以三个目标函数最小为最优解,基于非支配排序差分进化算法,产生初始化种群,经过差分进化算法的变异、交叉选择操作后,进行Pareto非支配排序,计算个体拥挤距离,根据精英选择策略,选出最优的前N个个体作为新父代,进行迭代,直至迭代次数结束,得到Pareto最优解集,输出结果; 基于非支配排序差分进化算法,提高收敛速度的同时,采用精英策略的非支配排序方法,计算个体拥挤距离,产生Pareto解集,根据个体拥挤距离的不同,获得最优解集。
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