基于OpenMP的并行GA加速求解换热网络设计

发布时间：2017-06-26 08:08

  本文关键词：基于OpenMP的并行GA加速求解换热网络设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了提高化工过程系统中大规模优化问题的求解效率,提出了一个基于OpenMP系统的并行遗传算法。该算法实现了CPU主线程和GPU线程的同步并行化,达到了加速求解优化问题的目的。该算法在基本遗传算法的基础上引入了一系列调节和控制策略,用于改善算法的收敛性,提高算法获得最优解的概率。通过对算法中各项操作的并行性分析,设计了CPU-GPU异构系统下的并行遗传算法,并最终在OpenMP系统下得以实现。以2个不同规模的换热网络优化问题为例,验证算法的准确性和有效性。优化结果表明:基于OpenMP的并行遗传算法不但可以得到比文献中更优的换热网络设计方案,而且与串行的遗传算法相比具有明显的加速效果。而且加速比随着换热网络优化问题规模的增大而增大这一特征将有利于化工过程系统中各类优化问题的快速准确求解。
【作者单位】： 西安交通大学化工系;西安交通大学计算机科学与技术系;热流科学与工程教育部重点实验室;
【关键词】： 遗传算法 图像处理单元 共享内存多线程系统 换热网络
【基金】：国家自然科学基金(21376188) 陕西省工业科技攻关项目(2015GY095)
【分类号】：TQ051.5
【正文快照】： 1前言化工过程系统中的很多优化问题都可以归结为一个复杂的混合整数非线性规划模型[1](Mixed-integerNonlinear Programming,MINLP)。而换热网络是其中研究最早,也是非凸非线性最严重的系统之一[2]。模型本身的非凸性、非线性和不连续性,使得这类优化问题的求解极为困难[3]。

  本文关键词：基于OpenMP的并行GA加速求解换热网络设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：485389