论文题目: 关于城市天然气管网系统优化设计的方法研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 油气储运工程
作者: 杜晓春
导师: 黄坤
关键词: 城市天然气管网,布局优化,参数优化,程序开发
文献来源: 西南石油大学
发表年度: 2005
论文摘要: 城市管道天然气作为一种清洁、高效的城市燃气，其使用已成为城市现代化的重要标志。然而由于城市规模的不断扩大，城市总体规划设计工作相对滞后，城市天然气利用的规划设计时间又相当紧迫，因此对城市天然气管网优化设计的研究具有重要意义。 本文根据城市天然气管网设计的特点和天然气管输理论，采用分级优化的方法，将城市天然气管网优化设计分为两个方面：管网的布局优化和管网的参数优化。首先，以管网投资最小为目标，建立了管网的布局优化模型，并利用图论的方法对模型进行了分析，采用本文改进的Dijkstra算法进行求解。在管网优化布局的基础上，以管段的管径、壁厚为参变量，充分考虑管道水力、强度、稳定性等约束条件，建立了管网的参数优化模型，再采用组合罚函数法，将所有的约束条件同目标函数一起构造成无约束函数。其中，利用二次插值法进行一维搜索，选用Powell算法进行无约束极小化求解。 本文运用Visual Basic 6.0语言编制了城市天然气管网优化设计程序，该程序操作简单、运算精度高。经实例计算取得令人满意结果。
论文目录:
摘要
Abstract
1 引言
1.1 城市天然气管网优化设计概述
1.1.1 城市天然气管网优化设计必要性
1.1.2 天然气管网优化设计的发展
1.2 城市天然气管网的最优化问题
1.2.1 最优化问题数学模型的建立
1.2.2 最优化方法及分类
1.3 研究内容
2 城市天然气管网布局优化
2.1 引言
2.2 城市天然气管网系统整体建模分析
2.3 物理模型的建立
2.4 当量费用长度
2.5 调压室的布局优化讨论
2.5.1 站数的确定
2.5.2 位置的优选
2.5.3 讨论说明
2.6 数学模型的建立
2.6.1 目标函数
2.6.2 约束条件
2.7 图论优化求解
2.7.1 求解方法的概述
2.7.2 求解方法的选取
3 城市天然气管网参数优化
3.1 引言
3.2 目标函数的建立分析
3.2.1 管网的经济评价指标
3.2.2 管网的投资f_1(D)
3.2.3 管网的年经营费用f_2(D)
3.2.4 资金恢复系数
3.3 数学模型的建立
3.3.1 目标函数
3.3.2 约束条件
3.3.3 参数优化模型
3.4 数学模型的求解
3.4.1 求解方法概述
3.4.2 求解方法的选取
4 实例计算
4.1 算例概况
4.2 布局优化
4.2.1 已知数据
4.2.2 布局优化结果
4.3 参数优化
4.3.1 已知数据
4.3.2 数学模型1的优化结果
4.3.3 数学模型1的结果分析
4.3.4 数学模型1、2优化结果比较
4.4 结论
5 程序说明
5.1 概述
5.2 程序的开发、运行环境
5.3 程序的总体功能
5.3.1 数据输入
5.3.2 计算处理
5.3.3 结果输出
5.4 程序主要界面操作
5.4.1 启动界面
5.4.2 主操作界面
5.4.3 数据输入界面
5.4.4 优化选择界面
5.4.5 优化数据输入界面
5.4.6 数据输出界面
5.4.7 图形输出界面
6 结论和建议
6.1 结论
6.2 建议
6.3 创新
致谢
参考文献
附录一 城镇燃气管道的强度设计系数
附录二 确定寻优区间算法流程
附录三 二次插值算法流程
附图一 算例最优结果图
发布时间: 2006-12-05
参考文献
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