×

求解对流项非定常偏微分方程优化问题的新型DY-HS混合共轭梯度算法。 (英语) Zbl 07703423号

小结:本文研究了连铸过程中广泛应用的带对流项的非定常偏微分方程组的优化问题。考虑到拉速的变化,提出了一种基于新型DY-HS混合共轭梯度算法(DY-HSHCGA)的动态优化方法。在DY-HSHCGA中,Dai-Yuan和Hestenes-Stiefel共轭梯度算法是凸组合的,通过拟Newton方向的条件得到了一个新的共轭参数(theta_k)。此外,作为收敛的重要条件,本文还分析了代价函数梯度的Lipschitz连续性。在此条件的基础上,证明了DY-HSHCGA的全局收敛性。最后,通过钢厂的实例验证了DY-HSHCGA的有效性。与其他算法相比,DY-HSHCGA明显加快了收敛速度,减少了迭代次数。基于DY-HSHCGA的优化器显示出更稳定的结果。

MSC公司:

90至XX 运筹学、数学规划
65-XX岁 数值分析
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Andrei,N.,无约束优化的混合共轭梯度算法,J.Optim。理论应用。,141, 249-264 (2009) ·Zbl 1168.90017号
[2] Athith,T.S。;Trilok,G。;Prakash,H.,使用遗传算法和人工神经网络对部分填充不同高孔隙率金属泡沫的换热器进行传热优化,Mater。今天:Proc。,51, 1642-1648 (2022)
[3] Badescu,V.,《热工程中的最优控制》(2017),施普林格国际出版公司·Zbl 1368.49001号
[4] 毕,S。;Stump,B。;Zhang,J.,金属增材制造中用于近似高保真度传热计算的Blackbox优化,Results Mater。,13,第100258条pp.(2022)
[5] Biao,W.,《热强度和塑性试验在小方坯连铸二次冷却系统优化中的应用》,《钢铁研究杂志》,15,4,16-20(2008)
[6] Chena,J.T。;夏,B.Q。;赵春云,热化学储热中强化传热的拓扑优化,国际传热传质杂志,154,第119785页,(2020)
[7] Cheung,N。;桑托斯,C.A。;Spim,J.A.,应用启发式搜索技术改善小方坯连铸过程中连铸钢坯二次冷却系统的喷淋区冷却条件,应用。数学。型号。,30, 104-115 (2006) ·Zbl 1163.80306号
[8] Dai,Y.H。;Yuan,Y.,一种具有强全局收敛性的非线性共轭梯度法,SIAM J.Optim。,10, 1, 177-182 (1999) ·兹比尔0957.65061
[9] Deepho,J。;Abubakar,A.B。;Malik,M.,通过混合CD-DY共轭梯度法求解无约束优化问题及其应用,J.Compute。申请。数学。,405,第113823条pp.(2022)·Zbl 1480.65145号
[10] Dekhkonov,F.N.,与传热过程相关的最优控制问题,国际科学。J.西奥。申请。科学。,04, 84, 713-716 (2020)
[11] 杜,X。;Liu,J.,谱HS共轭梯度法的全局收敛性,Procedia Eng.,15,1487-1492(2011)
[12] 法拉哈尼,S.D。;Kowsary,F。;Jamali,J.,利用共轭梯度法和伴随方程直接估算微通道中的局部对流沸腾传热系数,国际通讯。热质传递,55,1-7(2014)
[13] Fletcher,R.,《实用优化方法》。第1卷:无约束优化,J.Oper。Res.Soc.,32,5,417(1981)·Zbl 0474.65043号
[14] 弗莱彻,R。;Reeves,C.M.,共轭梯度函数最小化,计算。J.,2149-154(1964)·Zbl 0132.11701号
[15] Gupta,P.K。;辛格,J。;Rai,K.N.,用有限差分分解法解决热疗期间组织中的传热问题,应用。数学。计算。,219, 6882-6892 (2013) ·Zbl 1286.65098号
[16] 何,Z。;镍,氟。;Wang,W.,一种基于物理学的深度学习方法,用于解决材料的直接和反向热传导问题,Mater。今天,公社。,28,第102719条pp.(2021)
[17] Helmig,T.等人。;Al-Sibai,F。;Kneer,R.,《使用共轭梯度法估算传感器数量和间距以反演热边界条件》,《国际传热杂志》,153,第119638页,(2020)
[18] Hestenes,M.R。;Steifel,E.,求解线性系统的共轭梯度法,J.Res.Natl。伯尔。支架。,49, 409-436 (1952) ·兹比尔0048.09901
[19] 黄,S。;陶,B。;Li,J.,使用逆方法和薄膜热电偶测量估算车削过程中刀-夹界面处的时间和空间相关热流密度分布,国际先进制造技术杂志。,99, 1531-1543 (2018)
[20] 易卜拉欣,A.H。;库玛姆,P。;Abubakar,A.B.,约束单调方程的混合共轭梯度算法及其在压缩传感中的应用,Heliyon,6,文章e03466 pp.(2020)
[21] Kaya,A.,多维非定常对流扩散反应方程的有限差分近似,J.Compute。物理。,285, 331-349 (2015) ·Zbl 1354.65168号
[22] Khan,W.A。;孙,H。;Shahzad,M.,《对流受热表面下化学反应流中热量生成的重要性》,《印度物理学杂志》。(2020)
[23] Lions,J.L.,偏微分方程控制系统的最优控制(1971),Springer:Springer Berlin·兹标0203.09001
[24] Long,M。;Chen,D.,《钢连铸过程中缓解中心宏观偏析的研究》,《钢铁研究国际》,82,7,847-856(2011)
[25] Patil,H.M。;Maniyeri,R.,基于有限差分法的人类乳腺囊肿生物热传递分析,Therm。科学。工程进度。,10, 42-47 (2019)
[26] 佩雷斯,上午。;阿尔塔米拉诺,C.F。;Süarez,D.S.,应用元启发式优化具有强化传热表面的紧凑型换热器,应用。热量。工程,214,第118887条pp.(2022)
[27] 彼得鲁斯,B。;郑凯。;周,X.,基于模型的钢连铸实时喷雾冷却控制系统,金属。马特。事务处理。B、 42、1、87-103(2011)
[28] 拉扎吉,H。;Kowsary,F。;Ashjaee,M.,估计时空变化对流换热系数的伴随方法的推导和应用,应用。热量。工程,154,63-75(2019)
[29] 阮,Z。;高,X。;袁,Y。;Tan,H.,《使用随机粒子群优化确定连铸过程中的传热系数》,Case Stud.Therm。Eng.,28,第101439条,第(2021)页
[30] 萨迪贝科夫,M。;Dildabek,G。;Ivanova,M.,具有周期型边界条件的非局部热方程的正问题和反问题,有界。价值问题。,1,1-24(2022)·Zbl 1498.35625号
[31] Sun,S。;王,G。;Hong,C.,《半透明介质热边界条件重建的逆方法》,《国际传热传质杂志》,134,574-585(2019)
[32] Sun,B。;Xu,Y。;张勇,基于相变材料传热特性的双储能地板模拟与优化研究,《储能杂志》,51,第104452页,(2022)
[33] Wang,Y。;罗,X.C。;Yu,Y.,二维抛物型偏微分方程的最优控制及其在连铸二冷区钢坯冷却中的应用,Optim。控制应用程序。方法,37,1314-1328(2016)·Zbl 1353.49039号
[34] 王,X。;王,Z。;Liu,Y.,板坯连铸二次冷却过程优化的粒子群方法,国际传热传质杂志,93,250-256(2016)
[35] Wolfera,A.J。;Airesb,J。;Wheeler,K.,添加剂制造中任意扫描路径瞬态热传导的快速解决方案策略,Addit。制造,30,第100898条pp.(2019)
[36] Yang,K。;江,G。;Qu,Q.,《使用模拟退火方法优化二维热传导中的热源布局》,《国际传热传质杂志》,108,210-219(2017)
[37] Yang,K。;江,G。;Qu,Q.,基于径向积分边界元法识别瞬态非均匀问题导热系数的新修正共轭梯度法,国际传热杂志,133669-676(2019)
[38] Ye,J。;法基,L。;Andre,S.,对流扩散算子热源重建的数值研究:用奇异值分解稳定的共轭梯度法,国际J.Therm。科学。,104, 68-85 (2016)
[39] O.尤西夫。;穆罕默德·莫格塔巴;Saleh,M.A.,强Wolfe线搜索下共轭梯度法全局收敛的判据,J.King Saud大学。,34,第102281条pp.(2022)
[40] Yu,Y。;罗,X。;Liu,Q.,动态非线性PDE系统的模型预测控制及其在连铸中的应用,《过程控制》,65,41-55(2018)
[41] Yu,Y。;罗,X。;王毅,二维非线性偏微分方程边界条件的估计及其在连铸中的应用,计算。数学。应用。,80, 12, 3082-3097 (2020) ·Zbl 1524.65229号
[42] Yu,Y。;罗,X。;Wu,Z.,使用改进的混合共轭梯度算法估计三维传热方程的边界条件,应用。数学。型号。,102, 768-785 (2022) ·Zbl 1525.80003号
[43] 张,J。;陈,D。;王,S。;Long,M.,连铸二次冷却过热和冷却水温度补偿控制模型,《钢铁研究国际》,82,3,213-221(2010)
[44] 张,J。;陈,D。;Zhang,C.,均匀二次冷却模式对圆坯连铸钢温度场和应力场的影响,J.Mater工艺。技术。,222, 315-326 (2015)
[45] 张建忠。;邓,纽约。;Chen,L.H.,无约束优化的新拟牛顿方程及相关方法,J.Optim。理论应用。,102, 1, 147-167 (1999) ·Zbl 0991.90135号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。