我院青年教师肖媛在复杂换热网络系统优化方面取得重要成果

发布者:王坤发布时间:2022-04-18浏览次数:321

近期,我院青年老师肖媛在复杂换热网络系统的非结构化建模以及高效优化算法方面取得了创新性成果,其中2篇相关成果发表在国际高水平期刊《清洁生产杂志》(Journal of Cleaner Production,中科院一区TOP,影响因子9.297)上。

肖媛老师主要研究复杂换热网络系统,换热网络呈现多股冷热管路流动、中间多点换热的过程,基于热力、流体、换热、控制、成本等理论进行能量分配和效率优化,解决混合整数非线性网络系统的全局优化问题,是在石油化工、能源动力、空气分离等能量转换、回收和生产的基础性工作。能动学院新能源研究所积极开展过程、能源系统高效换热网络集成技术的相关科研工作,获得多项国家自然科学基金支持,发表10多篇高质量论文。

在论文“Node dynamic adaptive non-structural model for efficient synthesis of heat exchanger networks”(2021)研究中,聚焦复杂换热网络系统的全局最优化,创新性地构建了一种匹配灵活、求解域可控的动态节点非结构模型,打破了以往结构化模型对于换热网络优化的限制,通过非结构模型和高效优化算法的有机配合,全面提升了全局优化质量和优化效率。


换热网络动态节点非结构模型示意图

在论文“Parallel optimization route promoted by accepting imperfect solutions for the global optimization of heat exchanger networks”(2022)研究中,开展结构变量摄动技术、连续变量精细搜索、以及平行优化等方面的全新探索,构建了一种融合多种结构进化增强模块的平行优化方法,兼顾了全局和局部优化,全面提升了换热网络的全局优化质量。经过大量国际通用算例的应用考察和对比,取得了目前世界上最佳的优化结果。



39SP算例最优结果(TAC=1,846,307 $/y)


论文链接:

1. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.126552

2. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.130354