热能动力工程

作者：叶家慧,崔国民,黄晓璜,吴小龙,刘思琪,郑旭铭

单位：上海理工大学能源与动力工程学院 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,,上海理工大学能源与动力工程学院 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,,上海理工大学能源与动力工程学院 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,,上海理工大学能源与动力工程学院 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,,上海理工大学能源与动力工程学院 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,,上海理工大学能源与动力工程学院 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,

关键词：过程系统;换热网络;优化;算法;换热单元;种群

基金：国家自然科学基金项目（面上项目，重点项目，重大项目）

在强制进化随机游走算法中，个体间信息完全无交流虽然提升了全局搜索能力，但也限制了优化效率的提升，最终影响了算法的优化效果。因此，本文提出了基因融合与竞争策略优化换热网络，旨在强制种群内个体进行信息交流，激励个体更有效地搜索解空间。在该策略中，将网络结构中的换热匹配定义为基因，个体地位根据经济性高低分别标记为优势个体和劣势个体。在融合阶段，个体周期性习得其他优劣个体内某一基因；在竞争阶段，按照流股和节点位置信息判断个体所习得基因性质。最后，设计并优化了个体在各个阶段的学习参数。结果表明，当融合数量合适时，优劣个体三部分间随机学习且习得基因为全新基因时优化效果最好。个体通过基因的融合与竞争形成新网络，强化个体结构竞争，实现了个体结构的有效更新。应用于换热网络实际综合问题的H4C5和H10C5算例中，迭代次数分别为7.06×108次和9.73×107次，所得优化结果分别为2,891,081$/a和5,111,388$/a，均优于现有文献，证明了该策略的经济性。

来源：2025年第9期

《热能动力工程》期刊编辑部

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