使用无导数优化方法优化换热器管路布置
计算工程、金融与科学
2017-05-31 v1
摘要
制冷剂管路的优化可以改善换热器的性能。设计工程师目前根据他们的经验和换热器仿真来选择制冷剂管路。然而，设计优化的制冷剂管路是困难的。制冷剂管路的候选方案数量巨大。因此，不能使用穷举搜索算法，必须开发智能技术来高效地探索解空间。本文我们将制冷剂管路设计表述为一个二元约束优化问题。我们使用CoilDesigner（一种空气-制冷剂换热器的仿真与设计工具）来模拟不同制冷剂管路设计的性能。我们将CoilDesigner视为一个黑箱系统，因为目标函数与决策变量的确切关系并不明确。无导数优化（DFO）算法适用于求解此黑箱模型，因为它们不需要目标函数和约束的显式函数表示。本文的目的有两个。首先，我们比较了四种混合整数约束DFO求解器和一种箱约束DFO求解器，并评估它们解决一个困难的工业相关问题的能力。其次，我们证明了所提出的表述适用于优化换热器的管路配置。我们将这些DFO求解器应用于17个换热器设计问题。结果表明，TOMLAB/glcDirect和TOMLAB/glcSolve能够在相对较少的管路仿真次数后找到最优或接近最优的制冷剂管路设计。
引用
@article{arxiv.1705.10437,
title = {Optimization of circuitry arrangements for heat exchangers using derivative-free optimization},
author = {Nikolaos Ploskas and Christopher Laughman and Arvind U. Raghunathan and Nikolaos V. Sahinidis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.10437},
year = {2017}
}