自壓滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)利用地形落差形成水頭,以滿足管網(wǎng)中各需水節(jié)點的水頭要求,具有經(jīng)濟節(jié)能的特點,其優(yōu)化設(shè)計是一個多目標(biāo)的、多約束的、復(fù)雜的優(yōu)化問題。以往的自壓滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)的研究多是針對田間管網(wǎng)系統(tǒng)的管線布置和管徑選擇問題進(jìn)行優(yōu)化求解,所用方法往往在通用性方面存在不足,并且很少有人針對含有調(diào)壓設(shè)施的主干管系統(tǒng)的優(yōu)化問題進(jìn)行研究。本研究結(jié)合當(dāng)前研究中的不足,分析概括了自壓滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)的組成和各組成部分的設(shè)計要點與難點,以穩(wěn)健高效的遺傳算法作為核心優(yōu)化算法,通過科學(xué)編碼與解碼,保證了優(yōu)化算法的通用化,并將優(yōu)化算法程序打包成簡單的網(wǎng)絡(luò)版應(yīng)用軟件,利用搭建的簡易網(wǎng)站對優(yōu)化軟件進(jìn)行了測試和應(yīng)用。主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:(1)分析了自壓滴灌田間管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計要點,構(gòu)建了田間管網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,研發(fā)了以基于不可行度的遺傳算法為核心的優(yōu)化算法,并用一個工程實例驗證和評價了所研發(fā)的優(yōu)化算法。研究結(jié)果表明,在滿足設(shè)計要求的條件下,優(yōu)化設(shè)計方案比原設(shè)計方案在管網(wǎng)布置形式上更加合理,在同級管道的管徑優(yōu)化上采用變徑設(shè)計比原方案的單一管徑設(shè)計更加經(jīng)濟,管網(wǎng)總費用也大幅減小,比原設(shè)計方案節(jié)省了36.7%。(2)分析和概...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1本研究技術(shù)路線圖

針對以上管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究中存在的不足,本研究試圖更為全面地分析和概括自壓滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的要點,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建自壓滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)相應(yīng)數(shù)學(xué)模型的特點設(shè)計以遺傳算法為核心的通用化模型求解方法,最后基本實現(xiàn)優(yōu)化求解方法的通用性與實用性。重點研究以下三方面內(nèi)容....

圖2-1遺傳算法基本流程圖

GA從初始種群的產(chǎn)生到基因重組、突變過程,都是隨機的,不可人為操控的,這保證了其結(jié)果的客觀性。但同時由于隨機性,也會在一定程度上影響其最終優(yōu)化結(jié)果的穩(wěn)定性�？傮w來說,隨機性利大于弊。(3)穩(wěn)健性

圖3-1自壓滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)示意圖

自壓滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)示意圖如圖3-1所示。在自壓滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)中,水源的水經(jīng)首部工程處理后注入管道,流經(jīng)供水干管、供水分干管,進(jìn)入田間首部,并通過田間干管、田間分干管、支管和毛管進(jìn)入灌水器(滴頭),最終滲入作物根系附近的土壤。自壓滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)可以根據(jù)管道層級和設(shè)計特點分為主干管系統(tǒng)和田....

圖3-3支管染色體示意圖

在每一種Nm、Ns、Rdis組合下,整個管網(wǎng)的布置形式已知,則BLPN子系統(tǒng)中支管和毛管的長度為已知。因此BLPN子系統(tǒng)僅需對支管各段的管徑進(jìn)行優(yōu)化。為了便于管道的安裝和減少局部水頭損失,根據(jù)工程經(jīng)驗,我們假定每個支管最多由四種管徑組成,將具有相同管徑的管段視為一個子段,不同子段....

本文編號：4038681