Modellistica e Ottimizzazione di Sistemi e Processi Energetici prof. Gaetano Continillo [email protected].
Ing. Enrico Alberto Cutillo [email protected].
Programma svolto A.A. 2020-21 Parte generale:
Modelli di unità di processo: a parametri distribuiti o concentrati, continui o discreti, stazionari o dinamici.
Parametri di modello. Modelli ricavati da dati sperimentali. Metodo dei minimi quadrati. Progettazione degli esperimenti.
Struttura generale di un problema di ottimizzazione: funzione obiettivo, vincoli di uguaglianza e vincoli di disuguaglianza. Regioni di ammissibilità per le soluzioni. Difficoltà nell’ottimizzazione: discontinuità della funzione obiettivo, incertezza del modello.
Concetti fondamentali: continuità delle funzioni, funzioni con uno o più punti estremali, funzioni concave e convesse, regioni convesse. Condizioni necessarie e sufficienti di estremalità non vincolata.
Ottimizzazione non vincolata di funzioni di una variabile. Applicazione di metodi di ricerca unidimensionale a problemi multidimensionali.
Ottimizzazione non vincolata di funzioni di più variabili. Metodi diretti: ricerca diretta, simplesso, direzioni coniugate. Metodi indiretti del primo ordine: metodi del gradiente e del gradiente coniugato. Metodi indiretti del secondo ordine (metodo di Newton e quasi-Newton)
Richiami di Programmazione Lineare e formulazione standard di un problema LP.
Ottimizzazione multivariabile nonlineare con vincoli lineari e/o non lineari: formulazione standard. Metodo dei moltiplicatori di Lagrange. Analisi di sensitività.
Applicazioni di strumenti MATLAB a problemi standard di ottimizzazione multivariabile lineare e nonlineare con o senza vincoli (Seminario prof. K. Bizon parte 1)
Parte monografica:
Dynamic parameter estimation; Global Optimization Toolbox; Ottimizzazione di un CSTR; vincoli non lineari; ottimizzazione multiobiettivo; Teoria di Pareto; Determinazione di parametri di modelli complessi;
Esempio distribuzione siti attivi in un catalizzatore (Seminario prof. K. Bizon parte 2)
Modello di dispositivo di post-trattamento dei gas esausti: Filtro Antiparticolato per Veicoli alimentati a benzina (Seminario ing. G. Petito)
Ottimizzazione di reattori chimici in fase eterogenea (Seminario ing. A. Cutillo).
Testi di riferimento: Edgar-Himmelblau, Optimization of Chemical Processes. Materiale dalle lezioni preparato dal docente titolare e dai docenti invitati.
http://people.ding.unisannio.it/continillo/didattica/corsi/MOSPE
Modalità di esame:
L’esame consiste nella discussione orale di un elaborato progettuale a gruppi condotto in forma assistita, nonché nell’accertamento delle conoscenze relative agli argomenti teorici del programma.
