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吉林省抚松县松江河镇给水管网多工况优化设计研究

作　者: 王晓轩
导　师: 韦新东
学　校: 吉林建筑工程学院
专　业: 建筑技术科学
关键词: 吉林省抚松县松江河镇遗传算法给水管网多工况优化设计
分类号: TU991.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 21次
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内容摘要

给水管网是城市的一项重要基础设施,对于城市的安全用水有着极其重要的作用。目前对于给水管网的设计通常采用经验设计的方法,即通过设计人员的经验来布置管线,确定管段管径。这种设计方法虽能保证供水的安全,却难以保证供水管网的建造及运行费用是经济的。给水管网的优化是在保证供水安全可靠的基础上,追求给水管网建造及运行费用的最小化。目前给水管网的优化方法较多,本文在分析各种优化方法优缺点的基础上,介绍了管网优化中常用的遗传算法。遗传算法是一种强有力的搜索寻优工具,该方法思路简单,寻优能力强,在各个研究领域应用广泛。文中建立了以管网等额年费用值为目标函数的多工况遗传算法优化模型,通过对处于约束条件内的管径组合进行编码,评价其适应度,并进行一系列的遗传操作,经过一定代数的进化后,找到了最为经济合理的管径组合方案,达到了经济上的最优化。本文通过具体分析论证,阐述了上述方法的具体操作,证明了采用遗传算法进行管网的多工况优化设计切实可行,效果较好。最后,通过吉林省抚松县松江河镇给水管网多工况优化设计实例验证了该模型具有一定的理论和应用价值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-13
  1.1 课题研究背景  8-9
  1.2 给水管网优化计算研究综述  9-11
    1.2.1 国外研究综述  9-10
    1.2.2 国内研究综述  10-11
  1.3 课题主要研究内容  11-13
第2章管网优化设计理论  13-28
  2.1 管网优化设计目标  13
  2.2 管网优化设计数学模型  13-16
    2.2.1 管网费用目标函数  13-15
    2.2.2 管网模型约束条件  15-16
  2.3 管网优化设计数学模型  16-20
  2.4 管网优化设计方法  20-28
    2.4.1 线性规划方法  21-24
    2.4.2 非线性规划方法  24-26
    2.4.3 遗传算法  26
    2.4.4 模拟退火算法  26-28
第3章遗传算法  28-44
  3.1 遗传算法简介  28-30
    3.1.1 遗传算法的概念  28
    3.1.2 遗传算法的特点  28-30
    3.1.3 遗传算法的不足之处  30
  3.2 遗传算法的基本原理  30-38
    3.2.1 参数的编码  30-31
    3.2.2 群体设定  31
    3.2.3 适应度函数  31-32
    3.2.4 遗传算法的操作  32-35
    3.2.5 收敛性  35-36
    3.2.6 终止条件  36-37
    3.2.7 算法控制参数  37-38
  3.3 基于遗传算法的给水管网多工况优化设计  38-44
    3.3.1 概述  38-41
    3.3.2 给水管网的经济性问题  41-42
    3.3.3 多工况给水管网优化设计的目标函数  42-44
第4章基于遗传算法的吉林省抚松县松江河镇给水管网多工况优化设计  44-56
  4.1 工程基本资料  44-47
  4.2 遗传算法运行参数的确定  47-48
  4.3 遗传算法运行参数的确定  48-52
  4.4 多工况优化设计  52-56
结论  56-58
参考文献  58-61
攻读学位期间发表的学术论文  61-63
致谢  63

吉林省抚松县松江河镇给水管网多工况优化设计研究

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