基于LCPSO算法的相稳定性判别

摘要

相稳定性判别为相平衡计算的基本课题,常采用Gibbs自由能曲面与切平面的距离函数(TPDF)最小化方法求解.对于强非理想体系,或在高压条件下,其TPDF表现出复杂形态,有平凡解和多极值,传统方法难以求得满足约束的全局最小值,从而导致判别失误.粒子群算法(PSO)虽有全局优化性能,但也会陷于局部极小,且缺少约束处理机制.为此,分析了PSO内在蕴含的线性特点,在种群初化、粒子运动等环节提出应对策略,构建线性约束粒子群算法(LCPSO),确保种群在可行空间内搜索.还增设调变参数、局部加速等措施,以兼顾算法的全面探测和细化挖掘的能力,提高其全局优化效能.经多个实例的测试表明,LCPSO适用面广,既可用于超额自由能、状态方程等各类热力学模型,又能克服混合模型一阶不连续的困难,应用范围从液液相分裂拓展到汽液液相分裂.与确定性全局算法IN/GB相比,LCPSO速率高,效果好,尤对多元体系更具优势.