多孔介质中污染问题的最优控制方法研究

发布时间：2022-02-16 20:29

　　伴随着工业和社会的迅速发展,环境遭到了严重的破坏,水污染问题越来越严重.为了有效的改善环境质量,合理安排工业生产,我们必须确定污染源的信息,对污染过程进行控制和治理.近年来,涌现了大量水污染问题的研究工作.地下水模拟模型被用来结合最优化模型来识别未知的地下水源[10,13,14,16,20,26,35,36,54,55,67,69,70],从而实现地下水最优化管理的目标.文章[35,36]考虑农业生产对地下水的污染,目标函数是确定最优的化肥使用效率,从而使得农业净收益最大,并且要求在特定的区域,地下水质量满足特定的要求.而[7,8,57,58]研究的是污水处理厂,即工业生产对水域的影响,其中[57,58]旨在确定最优的排放强度从而使得水域中的化学需氧量和可溶解氧量同时满足环境需求,并且全局的净化费用最小;而[7,8]的主要工作是确定污水排放口的位置,使得在满足水质量要求的同时费用最小.所有这些最优化问题都需要求解耦合的偏微分方程或者方程组,数值算法直接影响计算的时间和效率,再加上实际计算区域通常比较大也比较复杂,快速的计算方法是非常有必要的.无论是地下水溶质运移耦合模型还是对流扩散反应... 

【文章来源】：山东大学山东省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：130 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第一章 对流扩散污染问题的最优控制模型和理论分析
    1.1 引言
    1.2 最优控制模型的建立
    1.3 最优控制问题解的存在性
        1.3.1 状态约束方程的分析
        1.3.2 最优控制问题解的存在性
    1.4 污染源反演示例
        1.4.1 不包含抽水井的污染源识别
        1.4.2 包含抽水井的污染源识别
        1.4.3 排放强度依赖于时间的源项识别
        1.4.4 二维污染源的识别
第二章 对流扩散污染问题的数值最优控制
    2.1 引言
    2.2 离散最优控制问题的提出
        2.2.1 控制方程及其离散形式
        2.2.2 离散最优控制模型
    2.3 最优控制的优化算法
    2.4 数值算例
        2.4.1 正问题的数值测试
        2.4.2 第一类最优控制问题的数值算例
        2.4.3 第二类最优控制问题的数值算例
第三章 结合减排费用和税收的地下水污染的最优控制
    3.1 引言
    3.2 地下水污染最优控制模型的建立
        3.2.1 地下水流和溶质运输模型
        3.2.2 最优控制模型的提出
    3.3 数值格式和最优化算法
        3.3.1 数值格式
        3.3.2 最优化算法
    3.4 数值算例
        3.4.1 正问题的性能测试
        3.4.2 地下水污染的识别问题
        3.4.3 地下水最优控制问题
第四章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间完成论文情况
作者简介
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进DE算法的难约束优化问题的求解[J]. 贺毅朝,王熙照.  计算机工程. 2008(13)



本文编号：3628610