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An initial value insensitive method for phase equilibrium calculation: constrained quadratic interpolation optimization algorithm

delete2025-09-02
delete0
PRE
AI
W
Wangyu Tong
B
Baoduo Su
Y
Y. H. Zhan
DOI:10.1016/j.eswa.2025.129597delete
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摘要

摘要

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约束差分进化(CDE)算法在解决相平衡计算中的成功模拟首次验证了启发式优化算法是解决这类问题的有效方法。其对初始值的不敏感性克服了两种传统方法(即基于牛顿法的直接解法和基于热力学原理的间接解法)的局限性。本文提出了一种约束二次插值优化算法(CQIO),用于在给定体积、温度和摩尔数(NVT-flash)条件下获得相平衡计算的满意解。所提出的CQIO将NVT-flash问题的总Helmholtz自由能作为其目标函数,而将摩尔向量及某一相的体积作为其决策变量。CQIO在四种案例中的实验结果与已发表文献结果的一致性证明了其在解决NVT-flash问题中的有效性。随后分析了CQIO的计算开销和算法稳定性。在案例1、2和3中,CQIO的平均CPU时间相较于CDE分别增加了46.98%、54.56%和21.02%。除案例2外,CQIO的Std值在所有案例中均显著小于CDE。所提出的CQIO极大地促进了启发式算法在相平衡计算领域的应用。
Keyword:
constrained differential evolution
phase equilibrium calculation
NVT-flash
quadratic interpolation optimization
heuristic algorithms

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