油藏水平井井网优化设计方法研究论文（通用13篇）由网友“三少爷”投稿提供，以下是小编整理过的油藏水平井井网优化设计方法研究论文，欢迎阅读与收藏。
篇1：油藏水平井井网优化设计方法研究论文
摘要：本文主要研究低渗透油藏水平井井网优化设计的方法。
关键词：低渗透油藏;水平井;开采技术问题;设计方法;低渗透油藏水平井
井网技术开采石油有着很多不可替代的优点，但是，仍然存在或多或少的缺点。目前来看，水平井区的开发就存在着井网和井型的形式单一、水平井的设计没有完善配套的筛选标准、注采井网不完善，因而导致了一些水平井的开发效果不理想，以及快速变差等问题。对低渗透油藏水平井井网优化设计方法进行研究，是以期能够改善水平井区开发效果，提高水平井产能与油田采收率。
1水平井井网井优化的主要内容
1.1水平井位置优化
在研究水平井井网的优化设计问题之前，首先要对水平井的平面位置优化问题有所明确。对于水平井的优化这里只做简单介绍，主要有以下几个层面：首先要从油藏参数、单井控制储量等方面优选水平井平面位置，首先在满足水平井适应性粗选条件后，再依据井区井组具体条件、井网形式、开发状况、优选水平井平面位置。
1.2井网优化的主要内容
在选择低渗透油田井网优化模式的时候，要考虑相关的参数及具体地质等情况。首先要考虑低渗油田的特征，以此为基础再进行下面的环节。然后是对砂岩规模以及断块破碎的情况进行一个综合的考虑，再根据所开发油田所在井区的相应渗透率以及裂缝发育的程度与走向、单井采油的储量、经济界线值这些诸多因素进行考量。
2水平井井网设计的原则
2.1井网设计原则
水平井井网有很多的设计形式，常见的有水平井井网，垂直井网，水平垂直混合井网，这些井网形式中数水平井网较为复杂些。在进行井网的优化设计时，要综合考虑很多的因素：整体水平井的.结构是否与局部井网相结合，油藏的存储层特征是否与井网的设计相适应等，水平井井网的设计原则都是基于要发挥出井网的最大功效。基于水平井井网的设计原则，再依据设计的原理对水平井区域的大小与油层的结构等进行研究。
2.2水平井优选原则
水平井优选要遵循两个原则，一是考虑选区，另一个是考虑选层。选区时，若油田比较单一时，水平井需放置在砂体较宽广的地段。选层时，根据水平井组周围垂直井油层钻遇率大小来确定。
篇2：油藏水平井井网优化设计方法研究论文
3.1井网形式优化研究相关结论
（1）由于水平井平行井网注水，注入水可以均匀线性驱替，波及系数大，采出程度较高。（2）与九点井网相比水平井五点井网采出程度更好。（3）水平井作用面积较大，井间干扰严重，不易采用注采比偏小的井网模式，而平行井网含水上升快，特别在开发后期低效开采期长，水平井五点法井网继承直井五点法井网优点，易调整含水上升慢，因此，延安组整体水平井开发推荐采用五点法井网。
3.2井距优化研究
这里主要通过实验来研究井距优化问题。在设定好的储层均质与非均质两种情况之下进行试验分析相关参数，得出的结论：（1）实验表明，井距越大相应的控制储量就越大，虽然井距越大会造成一部分地质储油量的损失，但是相比较而言200m的井距更适合。（2）250井距的优势在于非均质条件下地层短期的开发效果比较好。（3）对于非均质油藏井距250m更佳，此时采出程度降幅加大。（4）200-250m适用于延安组油藏水平井井距。3.3排距优化研究对于排距而言，在非均质油藏条件下应当适当的加大，350m为佳。此时是一个相对而言的平衡点，其他排距会随着排距参数增大，累计产油增大，采出程度却降低。
4结束语
综上所述，低渗透油藏水平井井网优化设计方法是一个综合因素较多，研究难度较大，过程较复杂的项目。井网的形式不能过于单一，要根据不同的油藏储层情况设计相应的井网模式，开采时将出油量做到最大的同时控制好地质出油量的损失值。
参考文献
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篇3：复杂断块油藏措施井优化研究与应用
复杂断块油藏措施井优化研究与应用
本文针对东辛油区的地质条件,以东辛地区为战场,总结出了一套适合东辛油区的'优化设计技术.在措施优化设计实施中突出了深化地质研究、油藏研究在优化措施中的重要支持作用;突出了各相关专业先进、实用技术和方法的应用.
作 者：孟庆华 作者单位：中石化胜利油田分公司东辛采油厂 刊 名：内江科技 英文刊名：NEIJIANG KEJI 年，卷(期)： 30(3) 分类号：P61 关键词：复杂断块油藏 油气运移 措施有效率篇4：灌溉管网优化设计方法研究论文
摘要:分别阐述了管网布置和管径优化问题的研究进展，分析了求解优化模型的各种算法，通过比较，认为遗传算法在优化应用中，能取得良好效果，预估遗传算法在管网与管径同步优化方面能得到应用。
关键词:灌溉管网优化;遗传算法;同步优化
随着社会经济的高速发展，水资源的需求量在不断增加。我国总用水量的60%以上用于农业灌溉。相比发达国家，我国灌溉水利用率较低，农业节水潜力巨大。农田灌溉主要通过管道和渠道输水，相比渠道，管道输水有以下优势，首先，管道输水避免了远距离输水过程中的蒸发和渗漏损失，提高了水利用效率，而且不会因为渗水导致土壤盐碱化而无法种植作物。其次，除了地面简单的给水设施外，大部分管道都铺设在地面以下，输水占地少，使得土地的利用效率明显提高，并且管灌对地形的要求低，可逆坡灌溉。第三，灌溉管道水流运动一般依靠外力作用，使用灵活，便于自动化管理，大大减少了灌溉管理人员的工作量，有利于田间管理。因此，管道灌溉是节水灌溉的趋势。在管道供水系统中，工程总造价的50%-80%用于管网，而且不同管网水力特性不同，能耗和运行管理费用不同，因此从满足水量和水压要求的各种可行方案中，寻求系统造价最低或年费用最小的设计方案，对节约投资有非常重要的意义。管网系统的优化研究主要是通过构造抽象或简化的设计模型，利用优化理论和技术合理选择有关参数。
篇5：灌溉管网优化设计方法研究论文
管网系统工程从规划设计到运行管理，各阶段相互影响，但是每一个阶段设计任务不同，采用的优化模型和算法不同，因此，目前在优化设计中仍然按照相对独立的阶段分别进行设计。
(1)管网布置优化:管网水力计算是建立在管网布置确定的基础上。
管网布置是否合理，最直接的影响就是管线长度，管线越长，造价越大。其次管网布置还需要综合考虑地形、施工的难易、管路运行可靠性等因素，而这些因素有时需要借助设计者的经验。国内外的学者对管网布置进行了深入研究。董文楚(1984)以造价最小为原则优化了树状输配水管网的布置，首先通过距离最短原则布置了给水栓，然后按1200夹角和经济流速对管网布置进行了逐级调整。朱振锁(1991)分析了自压喷灌管网各级管道单位面积造价与管网形状和面积的关系，并提出了优化布置的顺序。林性粹等人(1993)在低压树状管灌系统优化设计中，首先利用正交表进行了管网布置，然后据非线性数学规划法优化了管径，但得出的不是标准管径。魏永曜(1992)应用总长度最短法得出的最小生成树优化了管网布置，并对其进行了修正，之后以管网造价最小为目标优化了管径，提出了适应不同地形的数学规划法。王雪珍(1995)编制了输配水管网布置和绘图的程序。周荣敏等应用改进的遗传算法，以管网造价最小为目标，优化了树状管网的布置。
(2)管径优化:管径优化是建立在管网布置的基础上。
管径优化设计模型包括基于工程经验的非数学规划模型和基于数学技术的数学规划模型两大类。其中线性规划模型、非线性规划模型、动态规划模型都属于数学规划模型，应用较广。若约束条件或目标函数存在线性函数，称为线性规划模型，同理，若存在非线性函数，称为非线性规划模型。动态规划模型是一种求解多阶段决策过程的最优化方法。在管网系统中，管道和各种水力元件的水头损失等都是非线性的，因此，非线性规划模型能够比较真实精确地反应管网系统的实际状态。国内外很多学者建立了大量管网优化设计的非线性规划模型。魏永曜(1983)采用了经济管径而非经济流速来优化管径，首先确定了管段经济水头损失值，然后利用微分求极值确立相应管径，该法简单，但考虑因素较少，而且需对求解管径标准化，破坏了解的最有性。刘子沛(1986)以离散的标准管径作为优化变量，利用动态规划法优化了串联管网，由于该法建立在地形高差大等条件下，实用受限。杨健康(1990)建立的非线性规划模型是以管径为变量，优化目标为允许水头差的分配。陈渠昌、郑耀全等人()以一定的假定为基础，限定了地形和毛管出流量的范围，以支毛管压力差分配比例为变量，建了单位面积管网投资最小的平地田间管网优化设计模型，由于条件多，应用受限。翟国亮、董文楚()等以变径支管组合方式和组合比例系数为变量，年费用最小为优化目标建立了优化模型，计算步骤是首先计算经济组合比例参数，然后对多种组合方式进行了年投资计算，然后选择最优方案，由于计算繁杂，应用受限。张庆华、马庆斌等人()以管径为变量，管道系统年费用最小为优化目标，建立了管径无约束情况下的优化模型及其求解方法，该方法考虑的影响因素较少，很难推广。王新坤、林性粹等人(2001)以田间管网投资最小为目标建立了优化模型，利用枚举法和动态规划法分两级对支管管径进行了求解，首先利用枚举法确定出了支管允许水头差，然后利用动态规划法得出了支管管径，由于田间面积较大时，不宜采用枚举法，实用受限。白丹在管网优化方面作了很多研究，例如利用线性规划法对管长和水泵扬程进行了优化。目前，随着计算机软硬件的高速发展，涌现了一些智能优化算法，诸如人工神经网络、模拟退火算法以及遗传算法等。周荣敏、林性粹等人()对压力树状管网进行了优化设计，首先以管路长度最短为目标，利用单亲遗传算法进行了优化布置，然后利用神经网络技术优化了管径和水泵扬程，该法在大规模的管网设计中具有明显的优越性。
2存在问题及展望
目前，管网优化算法理论方面的研究和革新较少，多数着眼于算法的改进和创新，各种方法都有自身的优缺点及适用性。单纯形法是求解线性规划模型的通用算法。线性规划模型约束条件多，未考虑非线性的费用项，影响了求解问题的规模和精度，这些不足都限制了线性规划模型的推广应用。适用于非线性规划模型的算法较多，如罚函数法、梯度法等，各种算法都有各自的适用性。另外，非线性规划模型的变量一般为连续变量，需要把优化结果调整为标准值，影响了解的最优性。动态规划模型在小型树状管网的优化设计中显示出了优越性，但随着管网形式的复杂化，动态规划模型对硬件的要求越来越高，运行时间也较长，有时无法得到最优解。另外，动态规划模型模型受人为主观因素影响大，没有构造模型的统一方法，因此，动态规划模型应用受限。模拟退火算法具有较强的局部搜索能力，不易使搜索过程进入理想的搜索区域，寻优效率不高。人工神经网络算法需要具备扎实的计算机知识，算法的实现有硬件和软件两个方面，硬件实现最大的优点是处理速度快，但缺乏通用性和灵活性。软件实现的最主要问题是人工神经网络模型计算量特别大。遗传算法是一种可处理任何形式目标函数的全局寻优算法，寻优原理是模拟自然界的生物进化，即在选择、交叉，变异过程中不断优化，并始终以概率1接近最优解，虽然算法中各种参数的选择会影响寻优结果，但是算法的鲁棒性使得受参数影响较低。另外，Matlab遗传算法工具箱可以提供了大量函数，这些函数的应用简化了遗传算法计算机的`程序编辑，并且已经得到广泛的应用。大量的实例研究表明，应用遗传算法优化管网设计可节约6%-49%的管网费用，一般都能找到15%-25%的节约，且系统越复杂，投资越节省。周荣敏利用单亲遗传算法进行了树状管网的优化布置，在较短时间内获得了一批最优或近最优的最小生成树布置方案。但是对于实际问题而言，由于管网连接方式不同，各管段流量分配、水力分析的结果也不同，下面举一个简单的例子说明，如下图所示:两个简单树状管网节点连接方案图Figure1Twosimplespanningtreesforanetwork1点代表水源，分别向节点2，3，4供水，很明显，左图管线长度大于右图，但左图各节点离水源点近。若地势平坦，各节点高程一样，则最远点水压满足要求，其它都满足。在水源水压一定的条件下，为保证最远节点2点的水压要求，1-3，3-4管段须通过减小流速减少能量损失，这就需要增大1-3，3-4管的管径。管径增大，投资也就增大了。因此管线造价有可能更高。所以管线最短未必投资最少，管网布置和管径同步优化是非常有必要的。
3结语
随着节水灌溉在我国的广泛普及，管网优化越来越受到工程人员的重视，这一方面的的研究将日趋深入和完善。遗传算法在德国16个大领域、250多个小领域中得到广泛引用(1993)，在国内，遗传算法在管网优化中的应用非常有限。随着遗传算法研究和应用的不断深入和发展，可以预见，遗传算法在管网布置和管径同步优化方面能得到应用，从而使管网系统设计整体最优。
参考文献:
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篇6：优化设计方法的数值研究论文
优化设计方法的数值研究论文
1优化设计
以高压涡轮导叶为研究对象，对其轮毂进行非轴对称端壁优化设计，优化目标为在保证导叶入口质量流量尽量不变的前提下，使出口处的总压损失系数最小。对优化前后的高压涡轮导叶进行了全三维数值模拟，并对比分析了优化前后涡轮导叶出口处的气动性能，以探讨非轴对称端壁造型对高压渦轮导叶通道内流场的影响，以及在降低二次流损失上的能力。
1.1优化设计方法
优化过程中，采用端壁参数化造型、三维N-S方程流场求解与基于人工神经网络（ArtificialNeuralNetwork）的遗传算法（GeneticAlgorithms）相结合的方法，对高压涡轮导叶进行非轴对称端壁造型设计。如图1所示。首先，对端壁进行参数化并生成若干端壁曲面控制点，对控制点进行随机赋值，再进行三维流场计算，建立一个有限个样本的数据库。然后，对目标函数及其权重进行设定，并开始参数优化，人工神经网络根据对数据库的学习及对网络中联接权的不断训练，能够很好地预测出控制点与目标函数之间的函数关系。然后通过遗传算法可以找到上述函数关系的最优解（即最佳非轴对称端壁造型），如果不满足收敛条件，将对优化结果进行一次流场计算，生成一个新的样本添加到数据库中，然后再进行一次循环，随着循环的进行，数据库中的样本数越来越多，人工神经网络也能够更准确的预测出目标函数和控制点之间的函数关系，从而找到最优解。
1.2端壁参数化
选取任一叶片通道为造型区域，端壁造型的参数化就是针对该区域进行的。如图2所示，以叶片中弧线为基准，在叶片通道内沿周向选取5条等分的平行切割线，即在叶片通道内，相邻切割线之间的周向距离为通道宽度的25%。沿每条切割线均匀的设置了9个点，其中中间5个蓝色点是可控制点，两端的红色点是为确保通道出入口处的.光滑过渡（及叶片前后缘处端壁和角度连续）而设置的固定点。因此，控制点共有20个。图3给出了端壁型线沿轴向构造示意图，即数值优化过程中通过Bezier曲线生成端壁切割线的原理示意图。每个控制点沿叶高的变化范围为-9～9mm，即占叶高的15%。最后，参数化后的非轴对称端壁是通过这组切割线生成的放样曲面，如图4。
1.3目标函数的设定
在本文的优化设计中，目标函数应满足在保证优化前后高压涡轮导叶的进口质量流量尽量不变的前提下，涡轮导叶出口总压损失系数最小化。目标函数具体定义如下式中下标m和Cpt分别是导叶进口质量流量和出口总压损失系数，w为相应参数的权重因子，Qobj为相应参数的目标值，Q为相应参数的计算值，Qref为相应参数的参考值，一般取为目标值Qobj，若目标值Qobj=0时，参考值Qref取为1。因此，根据公式（1）可知，在目标函数OF中引入权重因子w将多目标优化问题转化为单目标优化问题，并且，通过调整各参数的权重因子w可以实现不同的优化目的，从而导致优化结果有不同的侧重点。本文在优化过程中更侧重于涡轮导叶出口处总压损失系数的最小化。表1给出了目标函数的具体设定，可见，导叶出口总压损失系数在目标函数中占的比例较大，达到75.12%。优化后的非轴对称端壁等高线图见图5。
2数值模拟
数值计算采用Spalart-Allmaras（S-A）湍流模型求解相对坐标系下的三维时均守恒型Reynold-AveragedNavier-Stokes（RANS）控制方程，空间离散格式为中心差分格式。高压涡轮导叶采用O4H网格结构，近壁面处进行了加密处理，最贴近壁面网格与壁面间距为5×10-6m，总网格节点数约为36万。边界条件为进口给定总压、总温，并设定轴向进气；出口给定静压；壁面给定无滑移边界条件。
3结果和分析
为了便于对比和分析，本文用AEW（AxisymmetricEndWall）代表优化前轴对称端壁，用NEW（Non-axisymmetricEndWall）代表优化后非轴对称端壁。
3.1入口质量流量
表2给出了优化前后高压涡轮导叶进口质量流量的加权平均值，对比AEW和NEW可知，由于优化过程中通过目标函数的设定对质量流量进行了人为的控制，NEW对进口质量流量的影响很小，约为0.08%。
3.2总压损失系数式中pt_inlet为涡轮导叶进口总压
pt为涡轮导叶当地总压；outlet和voutlet分别为涡轮导叶出口密度和出口速度。表3给出了优化前后高压涡轮导叶出口质量加权平均总压损失系数Cpt的计算结果，从表3中可以看出，NEW比AEW的总压损失系数Cpt降低了3.724%。图6对比了优化前后高压涡轮导叶出口周向质量加权平均的总压损失系数沿叶高的变化情况。根据图6可以看到，尽管NEW使涡轮导叶出口处的总压损失在近端壁附近有少量的增加（即约4%叶高以下），但在4%到16%叶高（Span）处总压损失下降最为明显，从16%叶高到叶顶的范围内，导叶出口处的总压损失在非轴对称端壁的作用下均有少量的减小。图7给出了AEW和NEW在涡轮导叶出口截面处总压损失系数Cpt的云图。从图中可以看出，通过图中的对比可以看出，NEW使得涡轮导叶出口截面的总压损失系数Cpt的分布发生了改变，特别是在近端壁区域，高损失区的面积显著减小，同时，导叶出口处的主流区和尾迹区的总压损失系数也有明显的下降，这主要是由于非轴对称端壁造型有效的抑制了通道涡的发展，降低了通道内的横向压力梯度，进而减弱了二次流的强度，因而降低了二次流损失。
3.3叶片表面静压的分布
图8给出了优化前后高压涡轮导叶在5%、50%和95%叶高处（即叶根、叶中和叶顶附近）的叶片表面静压分布。从图中可以看出，由于非轴对称端壁的影响，叶栅通道内的流场发生了改变，压力得以重新分布。由5%叶高处表面静压分布图可以看出，在压力面侧，从高压涡轮导叶前缘到70%轴向弦长（Cax）处，AEW和NEW的压差不大，但在70%轴向弦长往后，NEW的压力开始高于AEW；在吸力面侧，从叶片前缘到30%轴向弦长处AEW和NEW的压差不大，从30%到70%轴向弦长处，NEW相对于AEW而言，在吸力面压力有明显升高，而在压力面变化不大，这就有效的减小了吸、压力面的横向压差，有利于抑制通道涡的形成和发展，改善通道内的流场。在70%到90%轴向弦长处，与AEW相比，NEW在压力面侧压力升高，在吸力面侧压力降低，显著增大了吸压力面的横向压差，使叶片载荷的后加载情形更为明显，涡轮叶栅的载荷后置能够有效抑制通道涡的发展，有利于减小端壁处的二次流损失。压分布图可以看到，NEW对高压涡轮导叶表面静压在叶中和叶顶附近的分布没有明显影响，可见，高压涡轮导叶下端壁的非轴对称端壁造型对涡轮导叶上半叶高流场的影响不大。
3.4叶栅通道表面静压分布和流线图
图9和图10的极限流线图可以清晰地看到：在导叶前缘附近出现了马蹄涡的分离鞍点，以及由此引出的马蹄涡吸力面分支和压力面分支；随着导叶通道内气流的流动，马蹄涡吸力面分支和压力面分支开始向下游移动、发展；同时，由于导叶通道内横向压力梯度的影响，马蹄涡吸力面分支在绕过导叶前缘后与导叶吸力面在距导叶前缘30%左右轴向弦长处相交，并开始沿吸力面向上爬升，而马蹄涡压力面分支也在横向压力的作用下逐渐远离压力面，并向吸力面方向推移。对比图9（a）和图10（a）可以看出，相对于AEW，NEW吸力面低压区面积明显增加并且扩展到通道尾部。这使马蹄涡压力面分支与吸力面的交汇点向后推移，极限流线图也证明了这一点，由此可以看出NEW延迟了通道涡的形成和发展，减弱了通道涡的强度。对比图9（b）和图10（b）可以看出，AEW的马蹄涡吸力面分支在叶片前缘附近与吸力面交汇，而NEW的马蹄涡吸力面分支在靠近叶片中部附近与吸力面交汇。所以，NEW的马蹄涡吸力面分支与吸力面附面层的干扰被延后了，因此通道涡的强度将会减小，从而有利于减小通道内的二次流损失。将导叶尾缘附近的流场放大，见图9（c）和图10（c），马蹄涡压力面分支向导叶尾缘靠近时，马蹄涡压力面分支将逐渐地与导叶尾缘后的角涡相掺混，对比图9（c）和图10（c）可以看出，NEW削弱了马蹄涡压力面分支与导叶尾缘角涡的掺混，减小了角涡强度，从而减弱了涡轮导叶出口处的流动损失。
4结论
本文的分析结果进一步证实了非轴对称端壁造型是提高高压涡轮导叶气动性能的有效方法，是减小二次流流动损失的有效手段。
（1）本文发展的优化方法通过设定目标函数和控制自由变量，在进行非轴对称端壁造型的同时，可将高压涡轮导叶的参数控制在一定范围内。相比传统的非轴对称端壁造型方法，更加灵活、多样，更加接近实际应用。计算结果表明，与轴对称端壁相比，优化后的非轴对称端壁使涡轮导叶出口处的总压损失系数降低了3.724%。
（2）非轴对称端壁造型可以使叶根表面的静压分布更加合理，进而改善高压涡轮导叶的载荷分布，有利于抑制通道涡的生成和发展。非轴对称下端壁造型对高压涡轮导叶上半叶高流场的影响不大。
（3）非轴对称端壁造型可以改善高压涡轮导叶流场的流动结构。延迟并削弱马蹄涡同导叶吸力面附面层的相互掺混，削弱角涡的强度，进而削弱通道涡的强度，降低二次流损失。
篇7：房屋结构设计优化方法研究论文
房屋结构设计优化方法研究论文
摘要：建筑结构设计是房屋结构设计中的重要内容，因此，对建筑结构进行优化设计具有重要意义。合理的设计方案，在满足技术要求的基础上，还能满足美观与使用性要求。但是，优化建筑结构设计是一个比较复杂的问题，这就要求我们，必须深入研究优化建筑结构设计的方法。文章首先介绍了结构设计优化方法内容及其原则，并阐述了建筑结构设计优化的现实意义，随后探讨了建筑结构设计优化方法的具体应用，希望对相关人员有所启发。
关键词：建筑结构设计；优化方法；协调性；经济性能
现如今，人们对建筑的要求不再简单的是居住使用要求，随着时代的不断发展，人们对建筑的美观性和安全性也愈加重视，对建筑的实用性能有了更严格的要求。基于以上要求的变化，这就要求我们不断改变并优化结构设计，采取耳穴的方案，同时满足美观性和实用性，并且还能够降低成本投入，提高经济效益，促进建筑业的良好健康发展。
1结构设计优化方法内容及其原则
1.1概述。在房屋建筑结构设计时，如果要对设计方法进行优化，这就势必给工作人员带来更多的问题，例如成本问题和建筑材料问题。这种情况下，就要求工作人员用最低的资金投入，进行房屋建筑设计的优化。对优化房屋建筑设计时，其优化的内容主要包括两个内容：
①优化整体的房屋建筑结构；
②优化局部的房屋建筑结构。而局部房屋建筑结构主要就是对主体结构、房顶结构和下部基础结构等分别进行优化设计。1.2原则。
（1）使建筑具有安全性能。房屋结构优化不是简单的进行材料的节约，而是首先要确保房屋建筑结构安全，然后利用专业知识，结合实际的房屋建筑情况，对房屋建筑结构进行科学合理的优化，从而使得房屋建筑的设计趋于完善。
（2）使建筑具有实用性能。对于房屋建筑优化设计的另一个原则就是要确保建筑物的实用性，使得房屋建筑通过优化设计具备更多的功能，满足人们的实用与使用需求。
（3）保证建筑结构优化的同时保护环境。房屋建筑结构优化设计的另一个原则就是要尊重环境，也就是说要注意环保，例如，可以采用绿色环保材料。
（4）确保建筑具有可用价值。这个原则也是非常重要的一点，要求在进行房屋建筑优化设计时，不能一味追求利益，忽视质量，而是要在保证建筑质量的基础上降低资金投入。根据以上原则，不难看出，在进行房屋建筑结构优化设计时必须保证其科学、安全、质量要求。首先，充分重视结构优化模型，科学合理的结构设计变量得到解决。主要针对相关的参数值和约束来控制参数值的选择应注意，而较小的将实现一个预定义的'类型参数，可以有效地减少编程，提高效率，提高整体水平；然后是目标函数的确定，这将对建筑作为一个整体的成本情况来理解。可以科学地确定约束条件，为结构的优化设计奠定基础。
2建筑结构设计优化方法的具体应用
2.1整体和局部优化。房屋建筑结构设计具有复杂层次性。首先要求在进行设计时要考虑设计、结构、安装等不同子系统及其下属体系。在进行优化设计时，综合考虑各个子系统和下属体系并且进行优化；其次，由于在房屋建筑结构设计时设计到施工材料、构建、配件等内容，这就要求进行房屋建筑设计时，进行整体优化。建筑结构的优化计算模型和优化计算方案属于建筑结构优化设计的重要组成部分。建筑结构的优化设计的本质就是在变量中提取重要的参数，根据上述所说参数建立函数模型，从而得到比较好的方案。一般来说，建立模型主要从以下方面入手：①合理选择设计变量，这属于重要内容，而且在选择变量设计会影响参数的选择，因此合理计算变量就能将降低计算编程的工作量；②确定目标函数，首先要在符合函数的基础上找到最优解，才能确定目标函数；其次，将约束条件确定下来，主要包含弹塑性、强度、应力及尺寸等方面，在优化建筑结构的同时，必须确保约束条件的范围在规定的要求之内，满足设计的需求。
2.2建筑主体上部结构的科学性优化。建筑主体上部结构的科学性优化，是在建立模型，优化系统设计，保证科学合理性的基础上，对建筑剪力墙进行优化设计。首先，建立合理的剪力墙数量；其次，保。证剪力墙的整体质量的统一性，保证其整体结构的重心，减少地震等灾害对房屋建筑的破坏；最后，如果要保证剪力墙的高抗剪能力，在满足质量的要求上减少墙的数量。
2.3概念设计结合细部结构设计优化概念设计的应用表明没有具体的量化数据，例如，抗震防裂度，这种情况下没有具体的量化的标准进行优化设计，因此需要用到概念设计。但是在设计过程中，要求工作人员必须会合理且灵活运用建筑结构设计的优化方法。例如，在进行抗震设计时，可以根据房屋建筑的实际情况，选择合理的抗震方法进行设计，方法不同，但是达到了相同的优化目的。
2.4结构设计中注重协调性设计。应用结构设计的优化方法，可以充分体现在协调方面。将建筑与整个平面之间的关系应得到有效的加强，可以在结构设计中加以保护，以及结构设计的外观也应体现。在设计过程中，墙、柱的结构布置，建筑平面功能需要得到有效保证，建筑空间和深度，充分保证房子的整体结构来反映系统的简单性，在各部门的高度可以充分的保护。
2.5对计算结果进行分析，确定最优设计方案。作为优化结构设计中比较重要的部分，结果分析的意义不言而喻。在此过程中，要将计算数据结果进行详细的分析，然后以数据中得到的信息为依据，制定优化设计方案。另外，在优化设计的过程中需要多方面考虑，尤其是各种阻碍因素，要对其进行控制，使得建筑结构优化设计能够顺利完成。此外，由于在施工建设过程中，涉及的人力、物理、财力较多，因此结构优化的主要目的就是合理降低上述指标，从而保证建筑指标不会受到影响。因此，在建筑结构设计中必须注意：①找到建筑技术和经济之间的平衡点，降低二者矛盾，使用高新技术，降低费用成本；②充分理解技术所带来的经济价值，充分意识到技术的进步和发展有利于降低经济损耗，因此这就要求必须加强技术发展。
3建筑结构设计优化的现实意义
3.1有利于降低工程总成本。现阶段，高层建筑不断增加，与普通多层建筑比较，主要的区别就是占据的土地面积比较小，占据的空间面积比较大，减少用地费用。但是建筑物的高度的增加，层数的增多，就容易造成楼与楼之间的不协调问题，占地节约量和建筑的层数不成比例。因此，不可以单纯的追求建筑的高度而忽视土地节约量，要将占地面积、造价进行统一协调。另外，高层建筑并不会因为层数的增多增加楼顶，这就明显的降低了成本，只是会增加楼层的基础造价。
3.2有利于加强建筑物的整体经济性能。随着层数的不断增加，建筑物必会影响整体框架梁与柱的承载能力，使之承载力增加，这就造成墙体的面积和梁柱的体积的增加，增加结构自重，电线、水管等管道等房屋配置会有所延长。相对来说，普通的多层建筑物能够节省建材但不会影响抗震性能。此外，建筑物高度的不同势必会影响墙面的范围，这时候一般会选择圆形建筑或者是接近方形的建筑，这样外墙的周长系数就会相对减少，而且内外装修面积也会随之减少，而且以上形状有利于其受力的提高，在保证安全稳定的基础上增加了建筑的整体经济效益。
4结束语
综上所述，参考实际情况，从多个方面，研究对房屋结构设计中的建筑结构设计优化方法的应用，利用结构理念和方法的不断优化，有效的提高建筑整体的结构设计质量。希望本次的相关研究，可以对房屋建筑结构设计优化起到一定指导作用。
参考文献：
[1]丁可.建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用探析[J].工程技术研究,,(6):129.
[2]郭睿.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].住宅与房地产,,(3):93.
[3]范国兴.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].鸡西大学学报,,(8):23-25.
篇8：海洋石油修井机优化设计探讨论文
海洋石油修井机优化设计探讨论文
1石油修井机液控系统存在的主要问题
1.1安全隐患严重
液压站当中所配备的高低液位报警系统、油温自控系统无法使油温、油位等信息被及时的报告给司钻控制房，在修井作业之时，若本地报警系统出现了故障问题，司钻将难以及时获取到油温与油位的警报信息，由此便极有可能会造成严重的安全隐患。电驱动修井机绞车盘刹控制手柄零位信号无法为自动化控制系统所及时获取，一般状况下大都是采取触摸屏来实现对于绞车的控制，盘刹手柄在突然启动之时，工作钳比例可实现对阀门的控制，若此时转速不为零则绞车将会做出刹车动作，在这一情况下若绞车主电机依旧处于高速旋转状态，便极易大致电机受损。
1.2缺乏人性化
采用电力驱动的修井机液控系统具体可被分成机具控制系统与盘刹控制系统两类，且仅能够在本地控制箱当中来实现对液压站的开启或暂停，无法促使司钻控制房实现远程开启或暂停。电驱动修井机液压绞车与猫头在司钻空置房当中所采取的远程控制方式为气控液方式，在操作之时有着十分明显的延时性现象，操作起来极为不便，在紧急作业时这一缺陷将更加明显。
2系统优化设计
2.1液压站远程自动化控制
液压远程控制需要可以在司钻房当中实现对以下几项设备的开启与暂停控制，其具体包括有：冷却风机、盘刹电机、加热器、循环油泵、机具泵电机等。综合考虑修井机电控系统触摸屏与自动化控制系统，在触摸屏当中组态设置出距离切换，对于盘刹电机、加热器、冷却风机、循环油泵等采取开启与暂停软输入控制，利用自动化控制系统以及PROFIBUS总线技术来实现互相通讯，依据司钻处于触摸屏的`操作执行状态下来进行有关的输出控制，达成对于电机在远距离条件下的开启与暂停控制。
2.2高效率优化设计
2.2.1液压绞车控制
采用电控液来取代传统的液压绞车气控液，可在司钻控制房当中远程实现对液压绞车的精确化控制。通过司钻控制房所供应的电力来源，整个石油修井机的控制系统是通过液压绞车电控液控制手柄、电磁比例换向阀、数字放大器等所共同构成。液压绞车电控手柄标准电压被输入至数字放大器内，通过其具体化的处理后，便可获得脉宽调制控制电流输出信号，其可直接被应用到电磁比例换向阀中，便能够实现对于液压绞车转动方向与速率的精准化掌控[2]。
2.2.2液压猫头控制
利用电控液的方式来促成在司钻控制房当中实现远程精确化的液压猫头控制。通过司钻控制房来提供以电力来源，在猫头与卸扣开关量的信息被录入至自动化控制系统当中，通过自动化控制系统中央处理器的处理，再输出开关量信号，并使之直接应用于继电器KA1，并通过电磁换向阀转换来实现猫头卸扣功能；在猫头会为开关量信息被录入至自动化控制系统当中后，通过自动化控制系统的中央处理器处理以后，再输出与之所对应的开关量信号，并将之直接作用到继电器上，同时电磁转向阀作出相应的动作，促使猫头回位控制可有效实现[3]。
2.3安全性优化设计
一般而言在司钻房当中要想促成液压站远程开启与暂停功能的实现，还应当首先确保高低液位监测、油压保护、油温自控、盘刹手柄保护等功能能够得以达成。
2.3.1液位监测
在液压站的油箱当中通常都装设了防爆液位传感设备，其可实现对于实时性的液位信息被传输至自动化控制系统当中，利用PROFIBUS总线手段促使实际的液位值测量结果可被实时性的显示与司钻控制房触摸屏之上，一旦液位出现过高或过低现象均可在第一时间发出警报信号。
2.3.2油压保护
在盘刹系统当中装设了压力传感设备，其中具体包括了左右工作钳、安全钳等压力传感设备，一旦压力传感设备检测到相应的压力信号小于标准值时（通常＜6.5MP），则绞车主电机将会被暂停，亦或是在启动之后使其转速归零同时进行刹车制动。在绞车主电机开启以后，其左、右两端工作压力＞0.2MP，工作钳便不能够解除刹车状态；安全钳压力＜6.5MP时，不能解开安全钳，绞车速度也难以确定。
2.3.3油温自控
针对油温的控制重点是利用防爆铂电阻温度传感设备，防爆加热设备、循环油泵和散热风机等一同进行控制，以确保油温可被始终控制在30~55℃的范围之中，并且将实时性的测量油温显示在司钻控制房触摸屏之上。一旦油温低于30℃之时，防爆铂电阻温度传感器便会将信号发送到自动化控制系统当中，并促使循环油泵与加热器得以开启，直至油温升高到高于最低值5℃以后，便停止进行加热。而在油温高于55℃之时，防爆铂的电阻温度传感设备便会向自动化控制系统发出报警信号，进而系统将会控制循环油泵与散热风机设备，直到油温下降到低于最高温度值5℃以后，再将冷却装置关闭[4]。
2.3.4盘刹手柄保护
这一保护措施关键是要确保在触摸屏操作模式之下发挥出保护效果，在绞车正常给定速度运转之时，若突发出现盘刹手柄动作，其手柄非零位信号被发送至自动化控制系统中，相应的绞车主电机转动速率将重新归零，同时做出刹车动作。
总而言之，为了提高海洋石油平台油井的采收率，日常的油水井作业日渐频繁，修井工艺也日渐复杂。对于目前科技领域内的最新研究成果加以充分利用，并结合以丰富的经验与知识积累，借助于科学化的方式手段来开展针对海洋石油修井机的能力优化设计，促进修井机整体性能的全面提升，使其具备以强大的能力并以此来促进修井作业效率的提升。
参考文献
[1]周传喜,张延水,南丽华等.海洋修井机井架有限元分析及结构优化[J].石油机械,2014,36(9):54-57.
[2]管锋,黄丽红,郑立伟等.海洋修井机底座有限元分析及优化设计[J].石油机械,,37(9):38-41.
[3]关双会,王晓雷,陈金稳等.海上石油WHPG平台HXJ180海洋修井机设计优化[J].石油工程建设,2016,42(2):24-28.
[4]何军国.2250kN海洋修井机气控系统设计[J].石油机械,,29(11):7-9.
篇9：液压支架强度可靠性优化设计方法研究论文
液压支架强度可靠性优化设计方法研究论文
1基于最大应力约束的强度可靠性优化设计
1.1优化变量设定
在对液压支架掩护梁结构进行优化的阶段中，液压支架中的主要参数以及空间尺寸已经基本完成设计，为恒定状态。因此，设计变量可以选取支架主要部件所对应的钢板厚度，同时可在有限元优化中对其初始值进行定义。假定对于液压支架掩护梁而言，3个板厚分别定义为T1，T2，T3，均为设计变量，T1取值为25.0mm，为掩护梁竖筋板板厚，T2取值为25.0mm，为掩护梁上顶板板厚，T3取值为25.0mm，为掩护梁下腹板板厚。该状态下掩护梁整体质量为3345.0g。
1.2有限元优化分析
在有限元分析过程当中，选择掩护梁受力条件最为恶劣的偏载工况作为加载方式。在此工况下，整个液压支架的实验高度取值为2400.0mm。应力极限值在460.0MPa范围内，因此可设定掩护梁重量最小作为强度可靠性优化设计的基本目标。同时，遵循现行国家标准，将设计变量的增长步长设置为5.0mm。同时，对于液压支架而言，厚度在15.0mm以下的板材较为单薄，与液压支架其他组件结构无法相互配合，因此缺乏实际意义，故而在可靠性优化设计分析中，按照下表方式选择板厚，计算相应的组合方案。
1.3有限元优化结果分析
根据在不同组合方案下得到的数据分析来看，按照表1所取值IDE各种板厚组合方案均能够满足液压支架掩护梁结构强度可靠性优化设计中“掩护梁最大受力不超过屈服极限水平”的要求。在此状态下，在液压支架重量取最小值时，板材厚度T1，T2，T3均取值为20.0mm，与之相对应的探测点1应力水平为398.9MPa，探测点2应力水平为413.7MPa，可以满足应力标准要求，对应的液压支架掩护梁质量水平为2992.29kg。
2基于疲劳寿命约束的强度可靠性优化设计
由于在现行国家标准《煤矿用液压支架第一部分（通用技术条件）》中，已经针对液压支架疲劳强度实验方法与结果提出了严格要求，因此在液压支架实验中仅需要满足要求即可，无需过分追求较大的疲劳寿命水平。从这一角度上来说，在对液压支架强度可靠性进行优化分析的过程中，不需要单独将液压支架疲劳寿命作为优化目标，将其满足循环寿命作为可靠性优化中的约束条件之一。从这一角度上来说，对于液压支架掩护梁而言，基于疲劳寿命约束的强度可靠性优化设计可以从如下角度进行分析
2.1设定负载水平
在现行国家标准《煤矿用液压支架第一部分（通用技术条件）》中，耐久性试验规范中要求采取内加载方式进行循环加载，加载压力交替设置为1.05*额定工作压力以及0.25*额定工作压力。加载周期按照规范标准，设定为0次。
2.2有限元优化分析
有限元分析过程当中，结构材料为Q460，弹性模量取值为210000.0MPa，密度标准值为7.85kg/m3，泊松比取值为0.3，结构屈服强度取值为460.0MPa。根据结构优化分析数据表，可在满足所设定疲劳寿命（即加载周期20000次）的`条件下，最优方案为板材厚度T1，T2，T3分别取值为20.0mm，20.0mm，以及25.0mm，与之相对应的探测点1寿命水平为3.2*104，探测点2寿命水平为2.6*104。
3可靠性优化设计结果分析
根据以上分析数据，在最终确定可靠性优化设计方案的过程中，可以首先考虑适当减小T1板材厚度，然后可对T2板材厚度进行调整，最后是对T3板材厚度的控制。根据有限元分析结果，在满足液压支架掩护梁疲劳寿命以及应力水平基本要求的前提下，可先选几组性能较好的数据作为优选方案，展开进一步分析。备选数据方案如下表所示。
4结束语
对以上各个方案的可靠性优化结果进行对比分析：其中，对于A方案而言，在该组合下，液压支架掩护梁质量减小比例最大，虽然疲劳寿命有一定程度上的下降，但仍然能够满足所设定疲劳寿命（即加载周期20000次）的基本要求，同时应力变化较小。对于B方案以及C方案而言，虽然疲劳寿命取值有一定程度上的提高趋势，但同时应力值也对应下降，液压支架掩护梁质量减小状态不理想。对比A方案，D方案虽然能够使液压支架掩护梁的整体重量得到控制，但液压支架掩护梁的应力水平以及疲劳寿命改善效果均不理想。E方案虽然能够增大疲劳寿命，但也同时降低了最大应力水平，导致液压支架掩护梁质量与优化前差异不明显。故而，最终选择A方案作为可靠性优化方案。
篇10：灌溉排水工程优化设计方法论文
灌溉排水工程优化设计方法论文
在我国，季风气候分布广泛，降水的时间和空间分布不均，旱、涝灾害频发，这对农业生产造成了很大的影响。我国水利基础设施的不断完善对农业生产效益的提高作出了重要贡献。灌溉排水工程是关系到我国国计民生的重要工程，是促进农村经济增长、增加农民收入、促进农民生活水平不断提高的重要基础设施。因此，对灌溉排水工程的优化设计至关重要。灌溉排水工程的核心在于对区域内水资源的合理配置，水量的分配和输送由灌溉渠道完成，多余水量的输送由排水沟渠承担。关于灌溉工程的优化设计，需要从而系统优化方面来解决。现阶段，针对水利工程渠道沟管的优化设计问题，主要的解决方法是将其转换为求极值的高阶隐函数形式，比如试算法、图解法、查图表法和抽样法等。这些方法工作量大、精度差，迫切需要现代化的设计理论和计算方法的改革，从而不断提高水利工程的适应能力，延长其使用寿命，促进灌溉排水工程的可持续发展。
1优化设计和改造方法
1.1系统布置和断面设计
关于渠道设计，其横断面和纵断面设计是相互联系、不可分割的。在设计有关渠道断面的方案时，要综合考虑纵断面与横断面的关系，反复对比二者后展开交替设计。在设计时，应尽量使渠道和排水沟满足平面稳定和纵向稳定的要求。平面稳定，即沟渠在工作时无左、右摇摆，沟床和两岸无淤积和冲刷；纵向稳定，即沟渠在工作时，无冲刷、淤积或冲淤平衡。此外，各级沟渠间的水位衔接应合理、无塞水现象，这就需要合理布置各级沟渠间的线路和比降，且保证上级沟渠的沟底高于下级沟渠的沟底。
1.2工程优化设计的施工要点
设计时，应根据渠道的功能和不同的灌溉取水方式来设计沟渠和渠系建筑物的结构形式。根据河流取水、灌溉取水和灌区情况，目前，主要有无坝引水、有坝引水、抽水引水和水库引水四种方式。无坝引水是指在水源丰富、水位流量合适的河流附近修建进水闸，作为取水口引水灌溉；有坝引水是指在水源丰富、水位不适宜的河道上修建可抬高水位的建筑物来引水灌溉；抽水引水是指在灌区较高、水源丰富的地区就近修建抽水建筑和设施来引水，最常见的即机电排灌泵站，由泵房、电动机和进水池等组成，还需配备闸门、清污设备和断流设备等；水库取水是指在水源匮乏、水位较低的河流中修建水库，从而调节水量的取水方式。在采用上述引水方式时，需要重点考虑主要建筑物和调蓄工程的地基处理措施，合理选定防渗、抗冻胀等措施，并在满足灌溉功能的同时，考虑施工条件、建筑材料和工期。
1.3排水工程的规划设计
排水沟只具有排水功能，起不到节水作用，因此，在设计排水沟时，只做防渗即可。目前，渠道防渗的方法主要有土料夯实防渗、三合土护面防渗，用石料、砖块和混凝土衬砌渠道等。土料夯实防渗是指在渠床表面涂抹涂料层，以起到防渗效果，具有应用广泛、效果好、取材易和造价低等优点，常使用的技巧包括压实渠床土坡、利用黏土和砂黏土等；三合土护面防渗是指将由石灰、砂与黏土搅拌而成的三合土涂在渠床表面的防渗方法；为了达到防渗效果，衬砌渠道时应尽量就地取材，比如，在山区可采用块石、卵石、片石等石料，在平原地区可采用砖块或混凝土，采用混凝土衬砌渠道时，要综合考虑混凝土衬砌的施工方式、混凝土的强度和混凝土的板厚等问题，并注意混凝土的施工质量。
2生态化设计
2.1灌溉渠道生态化设计的原则
在灌溉渠道的建设过程中，保证输水效益是工程建设的关键，也是水利工程设计中最不可忽视的重要环节。与排水沟的优化设计相比，灌溉渠道的优化设计必须更加注重渠道防渗和水流速度。因此，在工程设计实践过程中，应本着生态化设计理念，遵循生态化设计原则，以确保灌溉渠道的`设计质量。优化设计的新方法必须保证渠道的输水功能不受影响；生态化优化设计必须保证渠道的安全系数，保证渠道符合安全设计要求，尤其是对于有结冰期的寒冷地区，更应采取防冻胀措施；在生态化优化设计的前提下，灌溉排水工程的设计应以自然环境为主，所采用的设计措施也应尽量减少对自然环境的破坏，维持施工地点的生态平衡，维护生态系统可再生功能得以发挥作用的条件；为了保证灌溉排水工程建设的顺利进行，应将施工对生态环境造成的影响控制在最小限度内，保证本区域内野生动物的自由活动不受限制，保证水域与陆域间的通行顺畅度，保证渠道上、下游野生动物的活动权利不受侵害，因此，在设计中应尽最大限度地降低阻隔横越构筑物的建设频率。
2.2灌溉渠道生态化设计的要点分析
对于灌溉渠道而言，有灌溉期与非灌溉期之分。当灌溉渠道处于灌溉期时，渠道内水位高、水流速度快；当渠道处于非灌溉期时，情况相反，渠道内甚至会出现干涸现象。鉴于两个时期的水位差异过大，所以，在优化设计的过程中，必须采取相应的防范措施。通常情况下，与排水沟共通的缓坡设计、多孔质空间和扰流结构属于生态工法，在渠道防渗方面必须与生态化相结合，尤其是在非灌溉区，更应注重灌溉渠道的最低流量设计。因此，在实践操作中应注意以下3点：①缓坡设计。在渠道护岸占用允许占用耕地的前提下，可视缓坡设计为渠道环境的延伸，为区域内两栖动物或其他水陆域动物的迁徙创造条件。此外，缓坡设计也可对水位变化起到缓冲作用。②混凝土与块石的结合。在设计过程中，应采用浆砌块石法，石头外侧无需填筑砂浆，利用石头的天然材质营造多孔质空间环境，从而为区域内的昆虫创造合适的栖息环境。在常水位以下的渠道位置，应采用混凝土衬砌的设计形式，保证渠道的输水效率，从而确保渠道设计满足防渗、提高输水效率、维持生态平衡的需求。③造型模板混凝土护岸。在浇筑过程中，应充分考虑输水稳定性，发挥造型模板的多孔、防渗作用，从而保证渠道的美观度、使用性能和生态景观功能。
3结束语
随着我国经济的发展和社会的进步，各项基础设施不断趋于完善。水利工程建设是一项复杂的工程，在其优化设计中更应充分考虑与生态环境的适应性，尤其是在灌溉排水工程的设计过程中，为了保证工程的经济效益、社会效益和生态效益最大化，必须充分考虑当地的自然地理特征和人文地理特征，寻求最佳的设计方案，实现灌溉排水工程的可持续发展。
篇11：液压净化系统仿真优化设计研究论文
1液压净化系统基本理论
（1）过滤元件。过滤原件是净化系统的最后屏障，是液压系统污染的关键步骤，是主要的元器件，对环境起到一个保障作用，具有一定的实际应用价值。
（2）液压净化系统简化模型。建立简化的模型必须进行推导，利用数学公式建立逻辑模型，通过逻辑模型建立实际应用模型，模型的建立需要一个严谨的推导过程，液压净化系统简化。
篇12：液压净化系统仿真优化设计研究论文
本论文对液压净化系统进行优化选择设计主要从元件级参数设置及系统布局两方面进行阐述，对液压系统进行优化及升级提高环境保护，对机械设备的使用寿命等有一定的延长，提高其工作效率有一定使用价值。
2.1元件级的优化设计
基于以上液压污染动态平衡方程，对过滤元件过滤器进行优化选择，主要从确定过滤时间、过滤比两个方面进行优化选择。
（1）临界时间的确定。临界时间是针对一定污染度油液的独立过滤系统而言，当过滤时间达到，过滤系统的固体颗粒浓度不会随时间的改变而改变，这个时间就称为临界时间。临界时间对元件级的优化设计有一定的帮助，是对整个元件的优化设计有一定指导作用，对元件级的优化设计能顺利进行提供有力保障。
（2）基于Matlab的过滤比的优化选择。通过Matlab的过滤比进行优化选择，对液压系统产生的标准污染油液进行过滤比较。
2.2系统级优化与设计
根据液压系统目标污染度的要求，适当选择过滤管路及过滤器过滤精度，用于滤除系统自身形成的污染和外部侵入的污染，使油液的污染度控制在组件能耐受的污染限度之内。
（1）液压净化系统的布局。液压净化系统在实际使用过程中必须进行合理化地布局，布局采用多种方式，有时候多种方式进行合理布局，可提高过滤效果，增大系统的纳污量，减少清洗次数及延长液压系统的寿命。
（2）不同组合方式的过滤效果。通过实验进行验证，应用一种过滤方式过滤效果一般，通过多种形式与方式进行过滤能产生不同的'效果，在工业实际生产过程中，经常选用多种组合方式进行过滤，其过滤效果是非常理想的，应用各种过滤方式的优势，达到一定效果。
3基于HyPneu的仿真验证
现用实例验证优化结果，将NAS1638的9级油转化成6级油的优化验证。总之，通过优化后的仿真模型具有一定改变，对液压系统的环境改善有一定帮助，对机械器件的使用具有一定的现实应用价值，液压系统污染性能仿真与优化设计是非常必要的，对液压系统、对环境的保护及机械元器件的使用寿命有一定的现实意义，为今后的液压系统改良具有一定指导意义。
篇13：城市防洪排水系统设计优化思路研究论文
城市防洪排水系统设计优化思路研究论文
1引言
中山市属于南方城市，江河众多，降水丰沛，内涝频发，公众叫苦连天。有数据显示，自1956年来中山市发生过50余次气象涝灾。发生内涝既有客观上的气象和地理因素影响，也与当前城市“重地上轻地下、重建设轻管理”的建设模式有关联。改变传统的以“排”为主的治理模式，转变为“渗、滞、蓄、用、排”的方向，借鉴学习国内外成功经验，因地制宜地推广现代雨水利用与管理技术，推行雨污分流改造工程势在必行。
2中山市频繁发生内涝的人为因素
2.1多条内河涌被覆盖增加内涝
在城市建设大举扩张中，填满覆盖河涌、破坏河道水系等行为，致使排涝系统对降雨的调蓄能力下降。同时大量新建的柏油路、水泥路面等硬质铺装，由于渗透性差，令雨水不能快速渗透，加剧城市内涝。
2.2城市排水系统标准偏低，建设存在短期性和临时性
我国以前的城市建设在城市排水系统设计上多是按1年一遇的标准来规划设计，尤其是城市排水系统的规划与道路、水系、绿地、城市竖向等系统专业规划的衔接不够，导致传统排水规划的综合性、前瞻性不强。
2.3重建设轻管理导致排水设施排污排洪能力下降
在过去30多年的城市建设中，对排水防涝设施的改造与维护欠账多，系统不完善，管养不到位。一些排水设施建成时间较长，老旧、地面沉降、管理不善等导致一些管渠出现开裂、错位、淤塞等问题，一旦出现强降水，雨水排泄不畅，就容易出现积水，加上擅自变更规划、改变原排水系统所担负的服务范围等因素，导致排水系统不堪负荷。
3城市排水系统改造建议
3.1推广雨污分流排水工程
雨污分流作为一种排水体制，是指将污水和雨水分开，各用一条管道输送，进行后续处理或排放的排污方式。以前受经济水平限制，没有根据水的来源在城市基础设施建设方面对排水管道进行分设，采用雨水和污水合用一条排水管道的排水系统。随着经济发展和环境意识增强，尤其是水资源日益珍贵，为了更好地利用各种水资源，实施雨污分流显得十分必要。
雨污分流后，污染轻的.雨水直接排人城市内河再经过自然沉淀，既能供给喷洒道路的城市市政用水，也可以作为天然的景观用水，然后这些雨水经过缓冲净化流人河流，还能提高地表水的使用效益;而排人污水管网后的污水经过污水处理厂处理又实现了回用和再生，既让城市水环境明显改善，而且降低了污水处理成本。
3.2提高城市排水设计标准
国家最近提出了海绵城市建设的理念，对于深受内涝之苦的中山市来说是机遇。有专家建议，可以借鉴国内外成功经验，开展防排涝综合规划，加大排水系统改造力度，落实“海绵”型城市建设方针。在排水设计方面，要遵循地理、水文和气象等自然规律，储存和利用雨水资源，变单纯排水为疏导涝水。例如在对易涝区道路交叉口、桥涵引桥等的排水改造中，建议按3-5年一遇的标准改造;对隧道、地下停车场和下沉广场等，建议按照不低于30年一遇的防涝标准进行设防布置，避免因暴雨积水引发隧道吃人等较严重后果;在新建、扩建、改建的项目中应增加雨水利用工程，加大对城市雨水径流的源头控制，发挥城市绿地、道路、水系等对雨水吸纳、蓄渗和调节的作用，从而缓解城市内涝。
3.2.1屋顶绿化雨水利用系统
屋顶绿化系统可提高雨水水质并使屋面径流系数减小到0.3，有效地削减雨水径流量。作为改善城市环境的新生态技术，也可作为雨水集蓄利用和渗透的预处理措施，该技术在德国和欧洲城市已广泛应用。屋顶绿化技术关键的科学选择植物和种植土壤，确保不发生渗漏。上层土壤应选择孔隙率高、密度小、耐冲刷、且适宜植物生长的天然或人工材料。
3.2.2屋面雨水集蓄利用系统
屋面雨水集蓄利用系统分为建筑群集中式系统和单体建筑物分散式系统，是利用屋顶做集雨面，在公共、工业和家庭等方面用于冲厕、冷却循环、浇灌、洗衣等中水系统所需的非饮用水。该系统由雨水的汇集区、截污装置、输水管系、储存、净化和配水等部分组成;根据需要，可能还会设计贮水池溢流管与渗透设施相连接，使部分雨水在超过储存容量时发生溢流渗透。屋面雨水集蓄利用系统不但可以让饮用水节约，还会使城市排水和处理系统的负荷减轻，使污染物排放量减少，让生态环境得到改善。
3.2.3园区雨水集蓄利用系统
在公园、新建居民小区以及环境条件较好的类似城市园区，工程技术人员通过设计，将区内路面、绿地、屋面的径流雨水收集起来加以利用，达到减少水涝、优化小区水系统、削减城市非点源污染物排放量和暴雨径流量，进而改善环境的效果。因为这种系统涉及面宽，比较巨大，需要处理好绿地与道路高程、室内外雨水收集排放系统、初期雨水截污、净化等相关环节间的关系。
4结束语
现代城市防洪排水工程涉及多学科，在选择排水系统方案时，要根据现场的给水排水系统、水资源环境、水文地质、气候及降雨、雨水水质、园林道路、水景、建筑、地下构筑物、地形地貌、高程和总体规划等各种条件，充分考虑各种渗透设施和收集利用的适用条件及优缺点，通过技术经济分析、水力计算、水量平衡来确定科学方案，突出系统化观点，协调好各专业的关系，兼顾经济效益和社会效益。
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