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Combinatorial acyclicity models for potential‐based flows

Habeck, Oliver ; Pfetsch, Marc E. (2024)
Combinatorial acyclicity models for potential‐based flows.
In: Networks, 2021, 79 (1)
doi: 10.26083/tuprints-00020137
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

Potential‐based flows constitute a basic model to represent physical behavior in networks. Under natural assumptions, the flow in such networks must be acyclic. The goal of this article is to exploit this property for the solution of corresponding optimization problems. To this end, we introduce several combinatorial models for acyclic flows, based on binary variables for flow directions. We compare these models and introduce a particular model that tries to capture acyclicity together with the supply/demand behavior. We analyze properties of this model, including variable fixing rules. Our computational results show that the usage of the corresponding constraints speeds up solution times by about a factor of 3 on average and a speed‐up of a factor of almost 5 for the time to prove optimality.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2024
Autor(en): Habeck, Oliver ; Pfetsch, Marc E.
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Combinatorial acyclicity models for potential‐based flows
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 13 Februar 2024
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2021
Ort der Erstveröffentlichung: New York
Verlag: Wiley
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Networks
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 79
(Heft-)Nummer: 1
DOI: 10.26083/tuprints-00020137
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/20137
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Herkunft: Zweitveröffentlichung DeepGreen
Kurzbeschreibung (Abstract):

Potential‐based flows constitute a basic model to represent physical behavior in networks. Under natural assumptions, the flow in such networks must be acyclic. The goal of this article is to exploit this property for the solution of corresponding optimization problems. To this end, we introduce several combinatorial models for acyclic flows, based on binary variables for flow directions. We compare these models and introduce a particular model that tries to capture acyclicity together with the supply/demand behavior. We analyze properties of this model, including variable fixing rules. Our computational results show that the usage of the corresponding constraints speeds up solution times by about a factor of 3 on average and a speed‐up of a factor of almost 5 for the time to prove optimality.

Freie Schlagworte: acyclic flows, gas networks, mixed‐integer program, network optimization, potential‐based flows, valid inequalities
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-201379
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 510 Mathematik
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 04 Fachbereich Mathematik
04 Fachbereich Mathematik > Optimierung
Hinterlegungsdatum: 13 Feb 2024 10:30
Letzte Änderung: 15 Feb 2024 14:02
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