matlab基于遗传算法的高斯烟雨气体扩散模型代码

时间: 2023-06-14 09:06:55 浏览: 75
遗传算法(Genetic Algorithm,简称GA)是一种基于生物进化过程的搜索优化算法,主要用于优化问题的求解。高斯烟雨气体扩散模型是大气环境学中的一个经典问题,通过该模型可以模拟气体在大气中的扩散和传播过程。下面是基于遗传算法的高斯烟雨气体扩散模型的Matlab代码: ```matlab % GA algorithm for Gaussian plume model % problem definition fobj = @(x) gaussian_plume_model(x(1), x(2), x(3), x(4), x(5), x(6), x(7), x(8), x(9)); nvar = 9; % number of variables lb = [0.01 1 10 0.01 1 10 0 0 0]; % lower bound of variables ub = [10 100 1000 10 100 1000 360 360 360]; % upper bound of variables % GA parameters pop_size = 100; % population size max_gen = 100; % maximum number of generations pc = 0.8; % crossover probability nc = 2*round(pc*pop_size/2); % number of offsprings (even) pm = 0.1; % mutation probability nm = round(pm*pop_size*nvar); % number of mutations elitism = true; % elitism flag min_fit = 0; % minimum fitness value for termination % initialization pop = repmat(lb, pop_size, 1) + repmat(ub-lb, pop_size, 1).*rand(pop_size, nvar); fit = zeros(pop_size, 1); % GA main loop for gen = 1:max_gen % evaluation for i = 1:pop_size fit(i) = fobj(pop(i, :)); end % termination if min(fit) <= min_fit break; end % elitism if elitism [best_fit, best_idx] = min(fit); best_sol = pop(best_idx, :); end % selection fit_scaled = fit - min(fit); fit_scaled = fit_scaled/sum(fit_scaled); idx = randsample(1:pop_size, pop_size, true, fit_scaled); parents = pop(idx, :); % crossover offsprings = zeros(nc, nvar); for k = 1:2:nc i1 = k; i2 = k + 1; if rand() < pc [offsprings(i1, :), offsprings(i2, :)] = crossover(parents(i1, :), parents(i2, :)); else offsprings(i1, :) = parents(i1, :); offsprings(i2, :) = parents(i2, :); end end % mutation idx = randsample(1:pop_size, nm); offsprings(idx, :) = mutation(offsprings(idx, :), lb, ub); % new population pop = [best_sol; offsprings]; end % display result disp(['Best solution: ' num2str(best_sol)]); disp(['Best fitness: ' num2str(best_fit)]); % crossover operator function [c1, c2] = crossover(p1, p2) nvar = length(p1); pos = randi(nvar-1) + 1; c1 = [p1(1:pos) p2(pos+1:end)]; c2 = [p2(1:pos) p1(pos+1:end)]; end % mutation operator function offsprings = mutation(offsprings, lb, ub) nvar = size(offsprings, 2); for i = 1:nvar if rand() < 0.5 offsprings(:, i) = offsprings(:, i) + (ub(i) - offsprings(:, i)).*rand(size(offsprings, 1), 1); else offsprings(:, i) = offsprings(:, i) - (offsprings(:, i) - lb(i)).*rand(size(offsprings, 1), 1); end end end % Gaussian plume model function fval = gaussian_plume_model(x0, y0, z0, u, H, sigY, sigZ, theta, phi) % constants k = 0.4; % von Karman constant g = 9.81; % gravitational acceleration T = 288; % temperature rho0 = 1.225; % air density at sea level p0 = 101325; % atmospheric pressure at sea level R = 287; % gas constant alpha = 1.4; % heat capacity ratio beta = 1/T; % temperature coefficient % wind speed and direction uY = u*cosd(theta)*cosd(phi); uZ = u*sind(theta); uX = u*cosd(theta)*sind(phi); % atmospheric stability parameter L = -H/k; % effective wind speed and direction if L > 0 % unstable uE = u; thetaE = theta; phiE = phi; elseif L < 0 % stable uStar = k*u/(log(z0/z0)); uE = uStar/log(z0/z0); thetaE = atan2d(uY, uE); phiE = atan2d(uX, uE); else % neutral uE = u; thetaE = theta; phiE = phi; end % plume model f = @(x, y, z) (1/(2*pi*sigY*sigZ))*exp(-(y-y0)^2/(2*sigY^2)-(z-z0)^2/(2*sigZ^2)); integrand = @(x, y, z) f(x, y, z)*uE; Q = integral3(integrand, -Inf, Inf, -Inf, Inf, 0, H); C = Q/(2*pi*uE*sigY*sigZ); rho = rho0*(1-beta*z0)^alpha; p = p0*(1-beta*z0)^(alpha/(alpha-1)); sigma = sqrt(C/(rho*uE)); fval = 1 - normcdf((x0-uX*z0/uZ)/sigma); end ``` 需要注意的是,以上代码中的`gaussian_plume_model`函数是高斯烟雨气体扩散模型的实现,需要根据具体问题进行修改。另外,遗传算法的参数也需要根据实际情况进行调整,以获得最佳的优化结果。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

基于遗传算法的MATLAB16阵元天线的优化.doc

利用Matlab编制一个遗传算法或粒子群算法程序,并实现对间距为半波长均匀直线阵综合,指标如下: 阵元数:16元 副瓣电平: 增益:&gt;11dB 要求撰写设计报告,内容包括:所采用的算法基本原理,目标函数的设计,各个...
recommend-type

双层规划模型的遗传算法求解的Matlab源码-双层规划模型的遗传算法求解的Matlab源码.doc

双层规划模型的遗传算法求解的Matlab源码-双层规划模型的遗传算法求解的Matlab源码.doc 非常实用,值得一看
recommend-type

使用matlab高斯消去法、列主元高斯消去法计算n阶线性方程组

分别取n=20,60,100,200,采用高斯消去法、列主元高斯消去法计算下列n阶线性方程组Ax=b的解:
recommend-type

基于MATLAB的vibe算法的运动目标检测代码.docx

自己毕业设计是做MATLAB方面的运动目标检测的,所以上面的程序也是自己论文里面用的,是可以较好的实现对于运动目标的前后景的分割。
recommend-type

MATLAB 智能算法30个案例分析与详解

MATLAB 智能算法30个案例分析与详解 BP神经网络 遗传算法,GA算法 种群交叉变异 设菲尔德遗传算法工具箱 包含全部MATLAB程序 遗传算法中常用函数 1. 创建种群函数—crtbp 2. 适应度计算函数—ranking 3. 选择函数—...
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成

![实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/10eb2e6972b3b6086286fc64c0b3ee41.jpeg) # 1. 实时数据湖架构概述** 实时数据湖是一种现代数据管理架构,它允许企业以低延迟的方式收集、存储和处理大量数据。与传统数据仓库不同,实时数据湖不依赖于预先定义的模式,而是采用灵活的架构,可以处理各种数据类型和格式。这种架构为企业提供了以下优势: - **实时洞察:**实时数据湖允许企业访问最新的数据,从而做出更明智的决策。 - **数据民主化:**实时数据湖使各种利益相关者都可
recommend-type

解释minorization-maximization (MM) algorithm,并给出matlab代码编写的例子

Minorization-maximization (MM) algorithm是一种常用的优化算法,用于求解非凸问题或含有约束的优化问题。该算法的基本思想是通过构造一个凸下界函数来逼近原问题,然后通过求解凸下界函数的最优解来逼近原问题的最优解。具体步骤如下: 1. 初始化参数 $\theta_0$,设 $k=0$; 2. 构造一个凸下界函数 $Q(\theta|\theta_k)$,使其满足 $Q(\theta_k|\theta_k)=f(\theta_k)$; 3. 求解 $Q(\theta|\theta_k)$ 的最优值 $\theta_{k+1}=\arg\min_\theta Q(
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。