用正交配置法模拟加氢裂化反应器 被引量：4

1

作者 李群勇 江青茵 曹志凯 《石油化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期915-919,共5页

结合物料平衡、能量平衡和加氢裂化反应动力学方程,按照加氢裂化反应的特点,建立了加氢裂化反应器6集总动态机理模型。反应动力学采用原料油、柴油、航空煤油、重石脑油、轻石脑油、气体6集总模型。对总动态机理模型提出了正交配置法和... 结合物料平衡、能量平衡和加氢裂化反应动力学方程,按照加氢裂化反应的特点,建立了加氢裂化反应器6集总动态机理模型。反应动力学采用原料油、柴油、航空煤油、重石脑油、轻石脑油、气体6集总模型。对总动态机理模型提出了正交配置法和龙格-库塔法相结合的求解方法。新的求解方法计算量小、精度高,并且能求得微分数学模型的近似解析解。应用6集总动态机理模型对加氢裂化反应器进行了模拟,考察了模型的预测精度。模拟结果表明,该模型能较好地模拟和预测加氢裂化产品的收率分布和反应器的温度分布,具有较高的预测精度,模型可靠。 展开更多

关键词 动态机理模型 正交配置法 加氯裂化 反应器 数学模型 模拟

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联立法中全局和局部正交配置算法 被引量：7

2

作者 陈杨 邵之江 +1 位作者 钱积新 王可心 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期384-391,共8页

化工过程的动态优化控制命题大多可以写成微分代数混合方程组(differential algebraic equations)的形式,联立法是求解该类命题的一种重要的数值方法。目前联立法中常用的离散方法是局部法,其中有限元正交配置(orthogonal collocation o... 化工过程的动态优化控制命题大多可以写成微分代数混合方程组(differential algebraic equations)的形式,联立法是求解该类命题的一种重要的数值方法。目前联立法中常用的离散方法是局部法,其中有限元正交配置(orthogonal collocation on finite elements)具有精度高、计算量小、稳定性好等优点。然而伪谱法(pseudo-spectral method)作为一种全局法,在离散中也有独特的优点,特别是具有指数级的收敛速度和较高精度,而且产生的NLP规模较小。本文分别以有限元正交配置法和伪谱法代表局部法和全局法比较其原理,并讨论离散配置点以及其在两种方法上的不同应用,针对离散后两种方法产生的NLP,分别提出判据以保证足够的自由度,最后用连续DAEs与不连续优化控制两个例子进一步比较这两种方法得出,如果命题平滑采用PS方法具有更好的收敛速度。 展开更多

关键词 联立法 有限元正交配置法 伪谱法

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C207铜基催化剂常压甲醇分解反应动力学(Ⅱ)催化剂效率因子正交配置解 被引量：2

3

作者 应卫勇 房鼎业 朱炳辰 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 1991年第4期327-333,共7页

在内循环无梯度反应器中常压下测定了工业颗粒C207催化剂甲醇分解反应宏观速率,测定了催化剂孔径分布和曲节因子,获得了催化剂效率因子的实测值。探讨了计算催化剂效率因子的甲醇单组分模型和多组分模型的正交配置解,颗粒催化剂存在中... 在内循环无梯度反应器中常压下测定了工业颗粒C207催化剂甲醇分解反应宏观速率,测定了催化剂孔径分布和曲节因子,获得了催化剂效率因子的实测值。探讨了计算催化剂效率因子的甲醇单组分模型和多组分模型的正交配置解,颗粒催化剂存在中心平衡死区。在相同反应条件下,催化剂效率因子模型计算值与实测值的相对误差的绝对值的平均值在11%以内,结果表明计算模型是可行的。 展开更多

关键词 铜基催化剂 甲醇分解 正交配置法

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基于联立法的运载火箭上升段轨迹优化研究

4

作者 黄繁 冀四梅 +1 位作者 郭杰 唐胜景 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第6期21-27,共7页

针对运载火箭大气层内复杂多约束的上升段轨迹优化问题,提出一种基于联立法的轨迹优化方法。该方法采用联立框架下的直接法求解,通过有限元正交配置法离散状态变量和控制变量,再用内点法求解离散后的非线性规划问题,从而平衡了计算效率... 针对运载火箭大气层内复杂多约束的上升段轨迹优化问题,提出一种基于联立法的轨迹优化方法。该方法采用联立框架下的直接法求解,通过有限元正交配置法离散状态变量和控制变量,再用内点法求解离散后的非线性规划问题,从而平衡了计算效率和求解精度,提高轨迹优化的自主性和任务适应能力。针对离散后非线性规划问题规模越大梯度矩阵计算耗时越多的问题,充分利用偏导数矩阵的稀疏性,将非线性规划(NonlinearProgramming,NLP)梯度中非零项的求解转化为原最优控制问题偏导数的求解,从而进一步提高轨迹优化的效率。仿真结果表明,该方法能很好地完成飞行任务,满足约束条件。 展开更多

关键词 联立框架 有限元正交配置法 内点法 梯度矩阵 稀疏性

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计算大Thiele模数催化剂有效因子的近似方法 被引量：1

5

作者 陈尚伟 吴照民 《石油化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期41-45,共5页

应用带大参数微分方程理论,对具有大Thiele模数多孔催化剂颗粒内的非线性扩散-反应边值问题作了近似处理,提出了计算催化剂有效因子的近似表达式。针对冪函数型和Langmuir-Hinshelwood型动力学方程,用近似表达式计算了片形、圆柱形、球... 应用带大参数微分方程理论,对具有大Thiele模数多孔催化剂颗粒内的非线性扩散-反应边值问题作了近似处理,提出了计算催化剂有效因子的近似表达式。针对冪函数型和Langmuir-Hinshelwood型动力学方程,用近似表达式计算了片形、圆柱形、球形3种不同形状催化剂颗粒的有效因子。将近似表达式的计算结果与用正交配置法计算的结果比较,二者在较宽的参数范围内十分吻合。通过计算还表明,利用近似表达式计算催化剂颗粒的有效因子,具有使用简便、计算快速的优点。 展开更多

关键词 近似表达式 有效因子 近似方法 边值问题 微分方程 模数 大参数 多孔催化剂 正交配置法 颗粒

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金氰化浸出过程非线性预测控制方法及仿真算法分析研究 被引量：5

6

作者 郭计敏 《湿法冶金》 CAS 北大核心 2023年第6期659-665,共7页

针对某金氰化浸出过程建立动态机制模型,提出了一种基于全局正交配置法的非线性预测浸出率的算法。根据动态机制模型的预测控制需求在采样点构造插值多项式,近似状态变量和控制变量,同时通过离散化得到非线性规划问题,再对其进行求解得... 针对某金氰化浸出过程建立动态机制模型,提出了一种基于全局正交配置法的非线性预测浸出率的算法。根据动态机制模型的预测控制需求在采样点构造插值多项式,近似状态变量和控制变量,同时通过离散化得到非线性规划问题,再对其进行求解得到最优输出量及控制量,最后与线性预测算法进行仿真对比分析,验证算法的有效性。结果表明,非线性的预测控制算法在鲁棒性、跟踪性及抗扰性3方面更具优势,控制过程中系统稳定性更高,更适合实际生产应用。 展开更多

关键词 金 氰化浸出 非线性预测控制 正交配置法 仿真 算法

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高温气冷堆核电站的一种仿真方法

7

作者 陈杨 游江洪 +2 位作者 邵之江 钱积新 史旭华 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期110-114,共5页

高温气冷堆核电站集总参数模型为大规模微分代数混合方程组(DAEs),该DAEs具有刚性特征,因此模型存在求解上的困难。研究给出了一种能够有效求解高温气冷堆核电站集总参数模型的数值方法。首先分析了核电站模型的特点;针对该特点,可采用... 高温气冷堆核电站集总参数模型为大规模微分代数混合方程组(DAEs),该DAEs具有刚性特征,因此模型存在求解上的困难。研究给出了一种能够有效求解高温气冷堆核电站集总参数模型的数值方法。首先分析了核电站模型的特点;针对该特点,可采用基于Radau配置点的有限元正交配置法对模型进行离散,然后调用IPOPT求解器求解离散后的大规模非线性规划问题;最后采用该求解策略对高温气冷堆核电站模型进行仿真验证,仿真结果表明了算法的准确性与高效。 展开更多

关键词 高温气冷堆核电站 DAES 有限元正交配置法 仿真

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固定床电化学反应器模型数值求解方法

8

作者 孙彦平 许文林 王森 《太原理工大学学报》 CAS 1993年第S1期160-164,共5页

文中给出描述固定床电化学反应器内两维电势和浓度分布的普遍化数学模型。该模型为具有混和边界条件的抛物线及椭园微分方程组。作者开发一种新的具有正交配置及有限差分二法优点的数值计算方法,求得了这组非线性偏微分方程的解。文中... 文中给出描述固定床电化学反应器内两维电势和浓度分布的普遍化数学模型。该模型为具有混和边界条件的抛物线及椭园微分方程组。作者开发一种新的具有正交配置及有限差分二法优点的数值计算方法,求得了这组非线性偏微分方程的解。文中给出该数值方法的细节及计算程序框图。 展开更多

关键词 固定床 电化学反应器 抛物型方程 椭园型方程 正交配置法 有限差分法

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一种用于二维稳态固定床的通用计算方法 被引量：1

9

作者 吴斯侃 曹志凯 +1 位作者 周华 陈秉辉 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期830-835,共6页

针对固定床反应器模拟过程难以形成其模型完整通用的计算模块且编程工作量大的问题,提出了一种稳态下固定床反应器中反应物和产物温度及浓度分布的通用计算方法.该方法以关键组分的摩尔分数作为变量,推导出关键组分在物料与热量衡算中... 针对固定床反应器模拟过程难以形成其模型完整通用的计算模块且编程工作量大的问题,提出了一种稳态下固定床反应器中反应物和产物温度及浓度分布的通用计算方法.该方法以关键组分的摩尔分数作为变量,推导出关键组分在物料与热量衡算中的偏微分方程组中的通式,并利用正交配置法求解.同时考虑固定床反应器内气相流速的变化,将其描述为关键组分摩尔分数的函数进一步实现模型的通用性.对于特定的反应,只需提供目标反应的动力学方程及操作条件即可求解.最后利用所提出的方法实现乙苯催化脱氢制苯乙烯与乙炔法制氯乙烯反应过程的模拟,结果表明该方法具有通用性和高效性. 展开更多

关键词 固定床反应器 计算模拟 正交配置法 二维拟均相模型

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鼓泡浆态床费托合成(FTS)的模拟数值分析(英文) 被引量：7

10

作者 王逸凝 李永旺 +1 位作者 赵玉龙 张碧江 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期193-202,共10页

建立了浆态床反应器模型，该模型考虑了气相、液相的轴向分散及催化剂沿床层的非均匀分布。通过与Ｒｈｅｉｎｐｒｅｕｓｅｎ－Ｋｏｐｐｅｒｓ示范厂文献实验数据的对比，检验了模型的有效性。依据模型，计算分析了反应物、产物的浓度分... 建立了浆态床反应器模型，该模型考虑了气相、液相的轴向分散及催化剂沿床层的非均匀分布。通过与Ｒｈｅｉｎｐｒｅｕｓｅｎ－Ｋｏｐｐｅｒｓ示范厂文献实验数据的对比，检验了模型的有效性。依据模型，计算分析了反应物、产物的浓度分布，气液两相的Ｈ２／ＣＯ变化及ＦＴＳ与ＷＧＳ对合成气转化的贡献。 展开更多

关键词 费托合成 浆态床 模拟 正交配置法 鼓泡浆态床

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甲醇合成平行反应的多组分扩散模型 被引量：3

11

作者 韩晖 李涛 +1 位作者 朱炳辰 房鼎业 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期135-138,共4页

选用CO和CO2加氢合成甲醇的平行反应作为关键反应,CO和CO2作为关键组分,建立了不同于单一反应多组分扩散模型的平行反应多组分扩散模型,用于计算有效扩散系数。采用正交配置法对西南化工研究院研制的新型甲醇合成催化剂XNC-98的甲醇合... 选用CO和CO2加氢合成甲醇的平行反应作为关键反应,CO和CO2作为关键组分,建立了不同于单一反应多组分扩散模型的平行反应多组分扩散模型,用于计算有效扩散系数。采用正交配置法对西南化工研究院研制的新型甲醇合成催化剂XNC-98的甲醇合成平行反应的有效因子的数值解。结果证明,新的模型可以和实验结果很好地吻合。进行了计算,求得有效因子ζCO。 展开更多

关键词 甲醇合成 有效因子 正交配置法 多组分扩散

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不规则形状A301氨合成催化剂内扩散有效因子 被引量：2

12

作者 李涛 徐懋生 +1 位作者 朱炳辰 房鼎业 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期1260-1264,共5页

对于不规则形状A301氨合成催化剂,测定了其形状系数和球化的当量直径及高压下本征动力学方程,用SPSR法测定了不规则催化剂颗粒的曲折因子,根据多组分单一反应等温球形A301氨合成催化剂内反应-扩散-维模型,用正交配置法结合解非线性方程... 对于不规则形状A301氨合成催化剂,测定了其形状系数和球化的当量直径及高压下本征动力学方程,用SPSR法测定了不规则催化剂颗粒的曲折因子,根据多组分单一反应等温球形A301氨合成催化剂内反应-扩散-维模型,用正交配置法结合解非线性方程组的Broyden拟牛顿法求解了模型,获得了催化剂粒内各组分的浓度分布和催化剂的内扩散有效因子.利用所测得的高压下A301催化剂的总体速率对模型进行了检验,模型计算值和实验值吻合,表明球化模型和所得当量直径、曲折因子等模型参数可用于描述A30l催化剂内的反应-扩散过程及工程设计计算. 展开更多

关键词 不规则形状A301 氨 合成 催化剂 反应-扩散工 正交配置法 内扩散有效因子

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不规则形状A301氨合成催化剂反应-扩散模型及实验验证 被引量：1

13

作者 李涛 徐懋生 +1 位作者 朱炳辰 房鼎业 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 2002年第5期123-126,共4页

测定了不规则形状A30 1氨合成催化剂的形状系数和球化的当量直径及高压下本征动力学方程 ,采用SPSR法测定的曲折因子 ,建立了多组分单一反应等温球形A30 1氨合成催化剂内反应 -扩散一维模型 ,用正交配置法求解了模型 。

关键词 不规则形状 A301氨合成催化剂 反应-扩散模型 实验验证 正交配置法 内扩散有效因子 浓度分布

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异形多通孔催化剂的工程研究——IV.异形多通孔颗粒反应-传质-传热耦合过程数学模型 被引量：1

14

作者 樊蓉蓉 甘霖 朱炳辰 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期1-5,共5页

以乙烯氧化合成环氧乙烷多重反应体系为背景,根据YS-5环柱形银催化剂本征动力学,对12孔及24孔异形多通孔颗粒建立反应-传质-传热数学模型,通过正交配置法求解了颗粒内部的浓度及温度分布。结果表明,12孔及24孔多通孔颗粒的应用有助于提... 以乙烯氧化合成环氧乙烷多重反应体系为背景,根据YS-5环柱形银催化剂本征动力学,对12孔及24孔异形多通孔颗粒建立反应-传质-传热数学模型,通过正交配置法求解了颗粒内部的浓度及温度分布。结果表明,12孔及24孔多通孔颗粒的应用有助于提高反应选择性和转化率,降低粒内温升。同时由模拟计算的数据得到12孔及24孔多通孔颗粒的L-H型主副反应宏观动力学方程。 展开更多

关键词 异形多通孔颗粒 反应-传质-传热耦合过程 数学模型 异形多通孔催化剂 环氧乙烷 正交配置法 多重反应体系

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甲醇合成催化剂内扩散效率因子三种模型数值解的比较 Ⅱ.表面中毒催化剂内扩散效率因子

15

作者 姚佩芳 王少宇 +1 位作者 刘国际 朱炳辰 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第3期252-260,共9页

建立了三种扩散模型——一维多组分扩散模型,一维简化多组分扩散模型和一维关键组分扩散模型,用以计算中毒甲醇合成催化剂复合反应的内扩散效率因子,用正交配置法求取数值解。以失活多组分扩散模型的计算结果为基准分别与二种不同简化... 建立了三种扩散模型——一维多组分扩散模型,一维简化多组分扩散模型和一维关键组分扩散模型,用以计算中毒甲醇合成催化剂复合反应的内扩散效率因子,用正交配置法求取数值解。以失活多组分扩散模型的计算结果为基准分别与二种不同简化程度模型的计算结果相比较,在催化剂部分失活的情况下,推荐使用简化多组分扩散模型。 展开更多

关键词 甲醇 效率因子 催化剂 正交配置法

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亚油酸乳状液体系氧化模型与求解

16

作者 吕兵 陈洁 夏文水 《化学工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期33-37,共5页

研究了恒表面氧压静置式无限氧补偿条件下乳状液中亚油酸的氧化,通过综合考虑气液边界传质阻力、水相扩散、油水边界乳化剂膜边界层阻力、多不饱和脂肪酸(PUFA)自催化氧化反应动力学,建立了扩散-氧化数学模型。采用非对称正交配置法处... 研究了恒表面氧压静置式无限氧补偿条件下乳状液中亚油酸的氧化,通过综合考虑气液边界传质阻力、水相扩散、油水边界乳化剂膜边界层阻力、多不饱和脂肪酸(PUFA)自催化氧化反应动力学,建立了扩散-氧化数学模型。采用非对称正交配置法处理特殊边界,求解偏微分方程组,计算了氧化过程中乳状液中氧和亚油酸在垂直于液膜方向的浓度分布,计算方法快捷、有效;结合数学模拟试验和实验值,确定了气液界面氧的液膜传质系数和水相中氧的扩散系数。实验验证该模型能较好地拟合静置式无限氧补偿条件下乳状液中氧的扩散和亚油酸的氧化过程。 展开更多

关键词 静置式无限氧补偿 乳状液体系 亚油酸氧化 数学模型 非对称正交配置法

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过程动态优化问题的自热式求解策略 被引量：3

17

作者 王志强 邵之江 +1 位作者 王可心 方学毅 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2113-2120,共8页

分析了基于微分代数方程(DAE)的动态优化问题的联立求解原理,提出了基于Lobatto配置的全离散模型的简洁描述形式。根据离散化模型的最优解具有结构相似性的特点,利用低密度离散的解来近似高密度离散的解,并且配合内点法求解的暖启动技... 分析了基于微分代数方程(DAE)的动态优化问题的联立求解原理,提出了基于Lobatto配置的全离散模型的简洁描述形式。根据离散化模型的最优解具有结构相似性的特点,利用低密度离散的解来近似高密度离散的解,并且配合内点法求解的暖启动技术与障碍参数初值设定方法,提出了能实现动态优化问题快速求解的自热式策略。最后通过求解一个结晶过程的动态优化算例,证实了所提出的自热式策略能够将求解速度提高6倍左右。 展开更多

关键词 动态优化 代数微分方程 正交配置法

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乙烯基乙酸酯合成催化剂的有效导热系数和壁给热系数测定 被引量：1

18

作者 范兆馨 杨运信 +1 位作者 朱炳辰 房鼎业 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期9-12,共4页

以壁冷式固定床测定了4种相同材质不同几何形状的负载型催化剂的传热参数。建立了二维拟均相模型,并以正交配置法对催化剂床层的径向有效导热系数和壁给热系数进行了求解。比较了催化剂几何形状的不同对于床层传热参数的影响。

关键词 环柱形催化剂 异型催化剂 径向有效导热系数 壁给热系数 乙烯基乙酸酯 正交配置法

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甲醇合成催化剂内扩散效率因子三种模型数值解的比较 Ⅰ.未中毒催化剂内扩散效率因子

19

作者 王少宇 姚佩芳 +1 位作者 刘国际 朱炳辰 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第3期245-251,共7页

对加压甲醇合成复合反应内扩散效率因子分别建立了一维多组分扩散模型、一维简化多组分扩散模型和一维关键组分扩散模型。用正交配置法求取数值解,并分别与对应的实验值比较,对各个模型的误差进行分析,提出了不同计算目的的适用模型。

关键词 效率因子 甲醇 催化剂 正交配置法

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基于平衡理论的模拟移动床工艺参数鲁棒寻优 被引量：1

20

作者 魏朋 陈珺 +1 位作者 王志国 刘飞 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期792-800,共9页

在模拟移动床的实际工作过程中,由于进料浓度和温度变化以及色谱柱填充不一致等因素影响,初始工艺参数作业下的分离性能可能会出现下降。首先对模拟移动床的机理模型进行了分析;然后在色谱分离平衡理论的基础上,使用有限元正交配置法求... 在模拟移动床的实际工作过程中,由于进料浓度和温度变化以及色谱柱填充不一致等因素影响,初始工艺参数作业下的分离性能可能会出现下降。首先对模拟移动床的机理模型进行了分析;然后在色谱分离平衡理论的基础上,使用有限元正交配置法求解模型得到新的工艺参数点;最后以果葡糖浆组分分离为对象,使用所提方法求解有扰动作用时的优化工艺参数,结果显示果糖纯度的合格率从81%提高到99%,证明其具有良好的鲁棒性。 展开更多

关键词 模拟移动床 色谱 分离 有限元正交配置法 平衡理论 鲁棒 优化设计

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