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Parallelisierung nichtlinearer Optimierungsverfahren am Beispiel eines Raffineriemodells

By J. Faassen and Forschungszentrum Juelich G.m.b.H. (KFA) (Germany). Zentralinstitut fuer Angewandte Mathematik

Abstract

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden Parallelisierungsansaetze fuer Quasi-Newton-Verfahren zur nichtlinearen Optimierung diskutiert und die Implementationen einiger Verfahrensvarianten fuer den Intel Paragon XP/S 10 verglichen. Der Vergleich erfolgt am Beispiel eines oekonomischen Modells einer Erdoelraffinerie mit linearen Nebenbedingungen und nichtlinearer Zielfunktion. Dabei werden die beschraenkten Probleme mit Hilfe der ''Method of Multipliers'' in Folgen unbeschraenkter Probleme transformiert. Die daraus resultierenden unbeschraenkten Probleme werden mit dem BFGS-Verfahren und einigen Varianten des Straeter-Verfahrens jeweils in Kombination mit verschiedenen Methoden zur eindimensionalen Optimierung geloest. Gegenstand der Betrachtungen ist insbesondere der Einfluss der eindimensionalen Optimierung auf die Iterationszahlen und die Rechenzeiten. Beiden untersuchten Problemen und den gewaehlten Implementationen erweist sich das BFGS-Verfahren sowohl im Sequentiellen als auch im Parallelen gegenueber dem Straeter-Verfahren als ueberlegen. (orig.)This report discusses parallelizations of quasi-Newton methods for nonlinear optimization and compares implementations of some methods on the Intel Paragon XP/S 10. The comparision is done with an economic model of an oil refinery with linear constraints and nonlinear objective function. Using the method of multipliers, the constrained problems are transformed into sequences of unconstrained problems. The resulting unconstrained problems are solved by the BFGS method and some variants of Straeter's method, each in combination with different methods for the one-dimensional subproblems. Especially, the influence of one-dimentional optimization on the number of iterations and the performance is analysed. The computational experiments show that the BFGS method is superior to Straeter's method in serial as well as in parallel computation for the considered problems and the chosen implementations. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RA 831(2969) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman

Topics: 10B - Oil, PETROLEUM REFINERIES, OPTIMIZATION, PROCESS CONTROL, COMPUTERIZED SIMULATION, MATHEMATICAL MODELS, ECONOMIC ANALYSIS, NONLINEAR PROBLEMS, NEWTON METHOD, NUMERICAL SOLUTION, PARALLEL PROCESSING
Year: 1994
OAI identifier:
Provided by: OpenGrey Repository
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