TIỂU LUẬN môn tối ưu hóa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ II KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ -----o0o----- T T I I Ể Ể U U L L U U Ậ Ậ N N M M Ơ Ơ N N T T Ố Ố I I Ư Ư U U H H Ĩ Ĩ A A GVHD : TS. TRỊNH QUANG KHẢI HVTH : BÙI VĂN NHẤT MSHV : 1981022007 LỚP : CH.19.KTĐT TP.HCM, tháng 12 năm 2011 GVHD: TS.Trịnh Quang Khải Môn Tối ưu hóa Học Viên :Bùi Văn Nhất Lớp CH 19 KTDT Trang 1 I. Ý NGHĨA CỦA MÔN HỌC TỐI ƯU HÓA Bài toán tối ưu hoá ngày càng trở nên cần thiết trong mọi hoạt động của con người và được áp dụng sâu rộng vào các nghành kinh tế, kỹ thuật, công nghệ và các lĩnh vực xã hội Các bài toán tuyến tính và phi tuyến đơn giản,đã có rất nhiều cách giải quyết đem lại kết quả khả quan và nhanh chóng. Song đến các bài toán phi tuyến phức tạp, các hàm tối ưu hoá có dạng khe, khe sâu, các phương pháp này trở nên khó khăn để giải quyết và cho kết quả không tin cậy. Việc tìm ra phương pháp giải cho các bài toán phi tuyến phức tạp đã và đang được các nhà khoa học hoàn thiện. Nhất là với công nghệ máy tính hiện đại phát triển như ngày nay, là một công cụ rất hữu ích giúp đỡ cho công việc tìm lời giải tối ưu đó. 1. Khái niệm về bài toán tối ưu hoá và ý nghĩa thực tiễn Trong những năm gần đây lĩnh vực áp dụng các phương pháp của quy hoạch phi tuyến phát triển rất nhanh. Nếu trước đây, quy hoạch điều khiển các đối tượng kinh tế thì hiện nay xuất hiện ngày càng nhiều các bài toán cự trị phi tuyến trong các nghiên cứu kinh tế toán, như lập kế hoạch cho các ngành, các hệ thống điều khiển các xí nghiệp Trong quá trình lập dự án thiết kế, vận hành và điều khiển hệ thống, người ta thường mong muốn biết được phương án tốt nhất có thể đạt trong những điều kiện nhất định. Đó là lời giải cực tiểu (cực đại) của bài toán tối ưu hóa, cho phép tiết kiệm tiền vốn, chi phí sản xuất, tiết kiệm thời gian và nâng cao sản phẩm II. NHỮNG NGHIÊN CỨU KẾT QUẢ GẦN ĐÂY VÀ ỨNG DỤNG VÀO THỰC TIỄN Tính toán tối ưu việc sử dụng năng lượng trong công nghệ sản xuất cồn tinh luyện (>99.5%) Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Anh Thi *,$ & TS. Huỳnh Quyền ** * PTN Trọng điểm ĐHQG – HCM về Động cơ Đốt trong $ Bộ môn Kỹ thuật Hàng không – Khoa Kỹ thuật Giao thông ** Trung tâm Công nghệ Lọc hóa dầu, ĐHBK Tp. HCM . 1.Kết quả dự kiến Phương pháp luận mô hình hoá, tính toán tối ưu tiêu thụ năng lượng trong công nghệ sản xuất nói chung và áp dụng cho tính toán tối ưu dây chuyền công nghệ sản xuất cồn nhiên liệu (>99.5%) sử dụng công nghệ rây phân tử công suất 2000 lít/ngày. Đề tài có ý nghĩa ứng dụng đặc biệt quan trọng. Việc sử dụng hiệu quả năng lượng trong quá trình công nghệ sản xuất và tinh luyện cồn nhiên liệu dẫn đến giảm giá thành cồn nhiên liệu thành phẩm và do đó đẩy nhanh việc triển khai công nghệ sản xuất ở quy mô công nghiệp và ứng dụng nhiên liệu sinh học (pha trộn với xăng thành hổn hợp E5, E10,…) tại Việt Nam. 2.Tài liệu tham khảo Nguyễn Duy Tiến và Đặng Hùng Thắng, Các mô hình xác suất và ứng dụng, NXBDHQG 2001. [Nguyễn Duy Tiến và Nguyễn Viết Phú, Lý Thuyết Xác Suất, NXB Giáo Dục Hà Nội, 2000 GVHD: TS.Trịnh Quang Khải Môn Tối ưu hóa Học Viên :Bùi Văn Nhất Lớp CH 19 KTDT Trang 2 Thuyết minh đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống thiết bị tự động tinh luyện cồn để sản xuất xăng pha cồn công suất tối thiểu 2000 lít (99.5%)/ngày”, Đề tài Khoa học & Công nghệ cấp nhà nước giai đoạn 2008-2010 do TS. Huỳnh Quyền chủ trì. [2] BBI International, “Ethanol Plant Development Hanbook”, 4 th Edition, 2006. Tính toán tối ưu đối lưu không khí trong thùng lạnh của xe tải đông lạnh dùng phương pháp tính toán số lưu chất (CFD) Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Anh Thi * PTN Trọng điểm ĐHQG – HCM về Động cơ Đốt trong $ Bộ môn Kỹ thuật Hàng không – Khoa Kỹ thuật Giao thông 1.Kết quả dự kiến Đề tài đánh giá lựa chọn phương pháp mô hình hóa phù hợp cho tính toán mô phỏng chuyển động đối lưu bên trong thùng xe đông lạnh trong điều kiện không tải và đầy tải; nắm bắt và sử dụng hiệu quả phương pháp tính toán số lưu chất (Computational Fluid Dynamics) trong tính toán tối ưu thiết kế hệ thống cấp khí tươi cho thùng xe đông lạnh nhằm bảo đảm độ ổn định, đồng đều của nhiệt độ, đồng thời giảm thiểu tiêu hao năng lượng của hệ thống lạnh trang bị.Đề tài có ý nghĩa ứng dụng quan trọng trong điều kiện Việt Nam, đồng thời bảo đảm tính học thuật 2.Tài liệu tham khảo [1] Computational Fluid Dynamics in Food Processing, Da Wen-Sun (Ed.), CRC Press, 2007 [2] Nguyễn Phú Hùng, Nguyễn Việt Hùng, Nghiên cứu cấu trúc dòng chảy trong khoang hàng hóa. Áp dụng cho việc tối ưu hóa quá trình làm lạnh của xe đông lạnh, Tuyển tập công trình khoa học hội nghị toàn quốc 2009 – Tập 1, trang 32-39, Nhà Xuất Bản Khoa học và Công nghệ, 2009 [3] J. Moureh, S. Tapsoba, E. Derens and D. Flick, Air velocity characteristics within vented pallets loaded in a refrigerated vehicle with and without air ducts, International Journal of Refrigeration 32 (2009), 220-234 [4] M. Tapsoba, J. Moureh, D. Flick, Airflow patterns in a slot-ventilated enclosure partially loaded with empty slotted boxes, International Journal of Heat and Fluid Flow 28 (2007) 963–977 [5] M. Tapsoba, J. Moureh, D. Flick, Airflow patterns inside slotted obstacles in a ventilated enclosure, Computers & Fluids 36 (2007) 935–948 [6] M. Tapsoba, J. Moureh and D. Flick, Airflow patterns in an enclosure loaded with slotted pallets (review article), International Journal of Refrigeration 29 (2006), 899-910 [7] J. Moureh and D. Flick, Wall air–jet characteristics and airflow patterns within a slot ventilated enclosure, International Journal of Thermal Sciences 42 (2003) 703–711 TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 9, SỐ 1 -2006 TỐI ƯU HÓA CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CỦA CÁC NGUỒN NHIỆT ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VỚI VÉCTƠ ẢNH TRỊ RIÊNG Lưu Hữu Vinh Quang GVHD: TS.Trịnh Quang Khải Môn Tối ưu hóa Học Viên :Bùi Văn Nhất Lớp CH 19 KTDT Trang 3 Đại học Bách khoa - ĐHQG-HCM ( Bài nhận ngày 9 tháng 11 năm 2005, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 13 tháng 02 năm 2006) 1.Kết quả dự kiến đã áp dụng tính toán trên sơ đồ vài trăm nút với số liệu thực tế của hệ thống điện Việt nam, cũng như đã áp dụng hiệu quả trong công tác đào tạo các năm vừa qua. Hiện nay đề nghị một giải thuật mới với chương trình OPIMAGeQP được lập ra đã chứng tỏ được ưu điểm của phương pháp mô hình hóa hệ thống điện với véctơ ảnh trị riêng trong việc giải bài toán quy hoạch phi tuyến tối ưu hóa đồng thời công suất P&Q của các nhà máy điện. 2.Tài liệu tham khảo Lưu Hữu Vinh Quang, Phương pháp tính toán ma trận ảnh lưới điện mô phỏng hệ thống điện và xây dựng các chương trình máy tính ứng dụng, Thuyết minh Đề tài Nghiên cứu Khoa học cấp Bộ - mã số B99-20-57. (Báo cáo nghiệm thu 1-2001). [2]. Lưu Hữu Vinh Quang, A new P_Power loss - coefficient expression and economic active power generation of thermal plans, (Chứng nhận bản quyền tc giả số 153 - Cục bản quyền tc giả - cấp ngy 23-6-2000), Proceedings of the 8th conference on science and technology (25-26 April 2002). p.1-6, Session Electrical Engineering and Power systems, Vietnam National University – HCM City University of Technology. [3]. Lưu Hữu Vinh Quang, Economic active power dispatch of thermal units in power system with electrical network image matrix, (Chứng nhận bản quyền tc giả số 046/2002/QTG - Cục bản quyền tc giả - cấp ngy 23-1-2002), Proceedings of the 8th conference on science and technology (25-26 April 2002). p.53-58, Session Electrical Engineering and Power systems, Vietnam National University – HCM City University of Technology. [4]. Lưu Hữu Vinh Quang, Reactive Power Optimization in Power System with electrical network image matrix, (Chứng nhận bản quyền tc giả số 127/2002/QTG - Cục bản quyền tc giả - cấp ngy 8-3-2002), Proceedings of the 8th conference on science and technology (25-26 April 2002). p.79-84, Session Electrical Engineering and Power systems, Vietnam National University – HCM City University of Technology. [5]. Lưu Hữu Vinh Quang, Mathematical Model for VAR Optimization in Electrical GVHD: TS.Trịnh Quang Khải Môn Tối ưu hóa Học Viên :Bùi Văn Nhất Lớp CH 19 KTDT Trang 4 Power System, (Chứng nhận bản quyền tc giả số 1176/2004/QTG - Cục bản quyền tc giả cấp ngy 18-10-2004). TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 3(38).2010 TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP CACBON NANO ỐNG TỪ LPG OPTIMIZATION OF THE CARBON NANOTUBE (CNT) FROM LIQUEFIED PETROLEUM GAS (LPG) AS FEEDSTOCK 1. Kết quả dự kiến • Khi sử dụng nguồn cacbon là LPG để tổng hợp với xúc tác Fe/γ- Al 2 O 3 sản phẩm tạo thành là cacbon nano dạng ống, với đường kính ngoài của ống cacbon nano trung bình từ 10-13 nm. • Bề mặt riêng của mẫu CNTs đo được theo lý thuyết BET là 180 - 200 m 2 /g. • Trong các yếu tố khảo sát, nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu suất sản phẩm. • Điều kiện tổng hợp tối ưu để tối đa hiệu suất thu hồi CNT nằm lân cận xung quanh các giá trị nồng độ LPG là 31%; vận tốc dòng khí trong hệ là 3.2 cm/phút và nhiệt độ tổng hợp là 710 o C. Lúc đó, lượng CNTs tạo thành lớn gấp 12.2 lần so với lượng xúc tác Fe/γ- Al 2 O 3 và 72 lần so với xúc tác tính theo Fe. Đây là hiệu suất cao nhất so với các số liệu đã công bố trong và ngoài nước. Kết quả của bài báo này là một trong những công trình nghiên cứu của nhóm tác giả về việc tạo ra CNT theo phương pháp CVD đi từ LPG mà rất ít được công bố trên các tạp chí chuyên ngành nước ngoài và là lần đầu tiên được công bố ở Việt Nam. 2. Tài liệu tham khảo G. Gulino et al. C2H6 as an active carbon source for a large scale synthesis, Applied Catalysis A: General 279 (2005) 89–97. W. Qian et al. Synthesis of carbon nanotubes from liquefied petroleum gas containing sulfur, Carbon 40 (2002) 2961 –2973. Huỳnh Anh Hoàng, Nguyễn Đình Lâm. Nghiên cứu đề xuất quy trình tổng hợp carbon nano bằng phương pháp phân hủy xúc tác các hợp chất chứa carbon trong điều kiện Việt Nam, Tạp chí Khoa học và Phát triển - Sở KH&CN Đà Nẵng, 112 (2005) 20. Huỳnh Anh Hoàng, Nguyễn Đình Lâm. Cơ sở lý thuyết của việc lựa chọn xúc tác cho quá trình tổng hợp vật liệu nano carbon dạng ống và sợi bằng phương pháp kết tụ hóa học trong pha hơi, Tạp chí Khoa học và Phát triển - Sở KH&CN Đà Nẵng, 2009. Nguyễn Thị Lan. Qui hoạch thực nghiệm - Nghiên cứu và ứng dụng. Đà Nẵng, 2007. . GVHD: TS.Trịnh Quang Khải Môn Tối ưu hóa Học Viên :Bùi Văn Nhất Lớp CH 19 KTDT Trang 1 I. Ý NGHĨA CỦA MÔN HỌC TỐI ƯU HÓA Bài toán tối ưu hoá ngày càng trở nên. chứng tỏ được ưu điểm của phương pháp mô hình hóa hệ thống điện với véctơ ảnh trị riêng trong việc giải bài toán quy hoạch phi tuyến tối ưu hóa đồng thời