|
ВИДЕОТЕКА |
|
Идентификация кинетических параметров химической реакции с помощью параллельного алгоритма глобального поиска К. А. Баркалов, И. Г. Лебедев Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского |
|||
Аннотация: Основным способом математического моделирования химических реакций является построение кинетической модели. При разработке кинетической модели многостадийной химической реакции решается обратная задача химической кинетики, которая представляет собой задачу глобальной оптимизации с целевой функцией вида “черный ящик”. В данной работе рассматривается решение этой задачи параллельным алгоритмом глобальной оптимизации. Разработанный алгоритм основан на редукции исходной многомерной задачи к эквивалентной ей одномерной задаче с последующим ее решением эффективными методами оптимизации функций одной переменной. Вопросы распараллеливания алгоритма на разных архитектурах рассмотрены в [1,2]. Исследуется одна из химических реакций, экспериментальные данные и ее описание рассмотрены в работе [3]. Математическая модель задач химической кинетики представляет собой систему дифференциальных уравнений, которая описывает изменения концентраций веществ во времени в соответствии со скоростью стадий реакции. Согласно этой моделе можно сформировать оптимизационную задачу, в которой целевая функция определяется как сумма абсолютных отклонений расчетных и экспериментальных концентраций: \begin{equation}\label{func} F = \sum\limits_{i=1}^M \sum\limits_{j=1}^N \left| x_{ij}^{calc} - x_{ij}^{exp} \right| \rightarrow \min, \end{equation} где В результате решения поставленной задачи химической кинетики параллельным методом глобального поиска были рассчитаны кинетические параметры процесса предриформинга пропана на Ni катализаторе. Вычислительные эксперименты проводились на кластере «Лобачевский», Узел кластера состоит из 2-х Intel Sandy Bridge E5-2660 2.2 GHz, 64 Gb RAM. Алгоритм глобального поиска запускался в последовательном и паралелльном режимах, максимальное число задействованных процессоров состовляло 40, и ускорение составило соответственно 15.63. Website: https://talantiuspeh.webex.com/talantiuspeh-ru/j.php?MTID=m4416b9a2ff798511c86262538079e86f Список литературы
|