自壓滴灌管網系統(tǒng)利用地形落差形成水頭,以滿足管網中各需水節(jié)點的水頭要求,具有經濟節(jié)能的特點,其優(yōu)化設計是一個多目標的、多約束的、復雜的優(yōu)化問題。以往的自壓滴灌管網系統(tǒng)的研究多是針對田間管網系統(tǒng)的管線布置和管徑選擇問題進行優(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壓設施的主干管系統(tǒng)的優(yōu)化問題進行研究。本研究結合當前研究中的不足,分析概括了自壓滴灌管網系統(tǒng)的組成和各組成部分的設計要點與難點,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絡版應用軟件,利用搭建的簡易網站對優(yōu)化軟件進行了測試和應用。主要研究內容與結論如下:(1)分析了自壓滴灌田間管網系統(tǒng)的設計要點,構建了田間管網系統(tǒng)的優(yōu)化數學模型,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。研究結果表明,在滿足設計要求的條件下,優(yōu)化設計方案比原設計方案在管網布置形式上更加合理,在同級管道的管徑優(yōu)化上采用變徑設計比原方案的單一管徑設計更加經濟,管網總費用也大幅減小,比原設計方案節(jié)省了36.7%。(2)分析和概...

【文章頁數】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1本研究技術路線圖

針對以上管網系統(tǒng)優(yōu)化設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系統(tǒng)優(yōu)化設計的要點,在此基礎上構建自壓滴灌管網系統(tǒng)的優(yōu)化數學模型,并根據相應數學模型的特點設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容....

圖2-1遺傳算法基本流程圖

GA從初始種群的產生到基因重組、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自壓滴灌管網系統(tǒng)示意圖

自壓滴灌管網系統(tǒng)示意圖如圖3-1所示。在自壓滴灌管網系統(tǒng)中,水源的水經首部工程處理后注入管道,流經供水干管、供水分干管,進入田間首部,并通過田間干管、田間分干管、支管和毛管進入灌水器(滴頭),最終滲入作物根系附近的土壤。自壓滴灌管網系統(tǒng)可以根據管道層級和設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行優(yōu)化。為了便于管道的安裝和減少局部水頭損失,根據工程經驗,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