基于贝叶斯分析的概率洪水预报模型研究

根据贝叶斯分析,用先验分布考虑水文要素的自然不确定性,用似然函数描述水文模型和参数的不确定性,通过亚高斯模型对实际流量与模拟流量进行正态分位数转化,并对转化后的时间序列进行线性-正态假设,得到实际流量的后验密度函数的解析解。利用白云山水库的资料进行检验,结果表明贝叶斯概率洪水预报可显著提高预报精度,实现了预报与决策的有机结合。     

基于GLUE方法的分布式水文模型BTOPMC参数不确定性分析

为了解分布式水文物理模型BTOPMC参数不确定性对模拟精度和预测结果的影响程度,以湄公河为例,采用GLUE方法对BTOPMC参数的不确定性进行了研究。在选定参数的先验分布为均匀分布的基础上,选择用累计似然分布的5%和95%的评价作为预测不确定性的界限,得到90%置信区间的降雨径流(洪水)过程线。结果表明,大部分时段实测洪水流量都落在了90%置信区间之内,说明采用GLUE方法对BTOPMC模型的参数进行不确定性分析是可行的。     

TOPMODEL模型在长江上游无资料地区的水文模拟

针对无资料地区水文模拟精度不高的问题,以长江上游李庄、朱沱、寸滩、宜昌四个子流域为例,假定其中一个流域无实测资料,其余流域为参证流域,分别选择TOPMODEL模型和新安江模型,以多目标算法MOCSCDE进行模型参数率定后,移用于无资料流域,开展水文模拟研究工作与结果分析。结果表明,TOPMODEL模型径流模拟结果与实际具有更高的拟合度,更适用于无资料情况下的流域水文模拟,为TOPMODEL模型在无资料地区的应用提供一定依据。     

基于DREAM算法的双超模型参数不确定性研究

鉴于半干旱半湿润地区的流域水文模拟及预报一直是水文模型领域研究的重点和难点问题,基于山西省张峰水库1988~2007年间18场洪水资料,前12场用于率定模型参数,后6场用于检验模型,采用DREAM方法分析其双超模型参数的不确定性,并在此基础上分析由参数不确定性导致的模型输出的不确定性。结果表明,10个参数的后验分布峰值不明显,说明参数的不确定性较大;4个参数的后验分布为具有明显峰值的不规则分布,7个参数的后验分布呈现偏态分布,其峰值也比较明显,说明该参数的不确定性较小。研究结果可为双超模型不确定性分析提供一定的理论基础。     

流域未来径流和蓄水量预测不确定性的量化评估

水文模拟精度优劣与参与水文过程的多源不确定性相关,且其累积效应将会造成预测不确定性进一步扩大。因此,以黄河源区为例,利用极大似然不确定性估计法(GLUE)识别新安江模型有效参数组,通过耦合CMIP5下4种气候模式、3种气候变化情景、8种有效参数组,揭示了各源不确定性对流域径流量和蓄水量预测的影响,并采用方差分析方法(ANOVA)量化分离了其对月尺度流域径流量和蓄水量预测不确定性的相对贡献。结果表明,利用统计降尺度模型(SDSM)获得的降水量、最低和最高气温数据可较好的应用于研究区,其相关系数R²均大于0.70,且均方根误差R_RMSE小于30%;参数和GCMs不确定性对流域径流量的影响占主导地位,前者对流域蓄水量的相对贡献高达0.98,且多源不确定性之间交互作用对汛前和汛后的贡献大于非汛期。研究结果对于流域防洪减灾、降低水文模拟过程认知不确定性具有重要意义。     

基于贝叶斯理论的SLURP水文模型参数不确定性评估及日径流模拟分析

为探讨贝叶斯理论在水文模型参数不确定性中的应用效果,以三峡库区兴山水文站以上的香溪河流域及其中的两个子流域1991～1995年日径流资料为研究对象,基于马尔科夫蒙特卡洛算法研究了SLURP水文模型参数及水文模拟的不确定性。结果表明,SLURP水文模型中深层地下水的截留常数、最大入渗率、浅层土壤的蓄水容量和深层地下水的初始百分比4个模型参数的不确定性较低;日模拟径流量95%不确定预测区间对实际观测数据的包括率为14.84%,平均相对区间宽度为1.27;径流模拟不确定性主要的贡献组分为壤中流,且子流域水平上的径流模拟不确定性在子流域汇流过程中发生了累积;两个子流域基流模拟的差别不大,其不确定性随时间逐渐降低。     

汉中地区小型水电站保证流量的推算

设计保证流量是确定无调节水库的小型水电站装机容量的依据.本文结合《汉中地区实用水文手册》的编制,提出了推算保证流量的简捷方法及经验公式,供本区和其它地区小型水电站设计参考试用.现将分析结果简述于后:一、有实测日平均流量时保证流量的确定在水文计算中,一般用日平均流量历时曲线来反映日平均流量的统计规律.本次对我区江西营、铁锁关、酉水街……等8个水文站的实测日平均流量,分别用长系列Q_(日均长)和丰、平、枯三个典型年的Q_(日均典)及中水年的Q_(日均中)一年,三种不同年数资料绘制成的三条日平均流量历时曲线,比较接近(见图1).     

集对分析在水文统计、分类及相似性分析中的应用

利用1989～2008年北部湾钦江陆屋站实测流量、水位和降雨资料及北部湾12个小河流域特征值,根据集对分析的联系度原理进行水文相关分析、分类及相似性选择计算。结果表明,集对分析法可简单、准确、可靠地分析水文水资源现象中不确定性的复杂结构,能进一步完善水文水资源不确定性分析方法。     

基于贝叶斯理论的水文线型参数不确定性分析

针对水文频率计算线型参数估计结果存在误差与不确定性及相应水文设计结果存在风险等问题,提出了基于贝叶斯理论的水文线型参数不确定性分析方法及相应的水文频率计算方法.通过贝叶斯采样得到所选线型中参数的后验分布并计算参数后验分布特征值确定不同置信区间,定量分析和描述线型参数的不确定性,根据参数的后验分布求得指定频率对应水文设计值的概率分布,在分析设计值概率分布特征值及不同置信区间的基础上,实现对水文设计结果不确定性和风险性的定量描述和估计.实例分析结果表明,水文线型参数及水文设计结果的不确定性客观存在,该方法用于研究线型参数不确定性行之有效,作出"概率值"的概率预报结果合理可靠.     

考虑降水预报的三峡入库流量概率预报模型

以三峡水库为例,建立了基于降水预报信息的降水随机模拟模型,提出了将预见期降水随机模拟模型与概念性水文模型相耦合的概率水文预报模型,并进行了入库流量预报.该模型能充分利用降水预报信息,能定量描述水文预报结果的不确定性,概念清楚、易于构建,具有推广应用价值.     

一种热线式空气流量传感器非线性静态模型辨识

根据在流量计标定试验台上对一种热线式空气流量传感器静态标定的数据,用解析建模法和数值建模法建立了热线式传感器的非线性静态模型。文中对比分析了几种模型的辨识精度。结果表明,基于多项式最小二乘和FLANN网络的模型基本相同,能够满足测量的要求,而基于BP网络的模型有着更高的辨识精度。     

汽轮机叶片设计和几何成型方法综述

分析了汽轮机叶片型线设计的初参数特性以及它们对气动和强度影响 ,并给出叶片设计基本原则和几何成型方法     

基于大气环流因子的西南地区干旱预测模型及应用

为了有效识别西南地区干旱发生的前兆环流信号,基于标准化降水指数(SPI)和环流特征量月值数据,考虑致旱因子与区域干旱的非线性关系,对满足不同线型的非线性因子作线性化处理,筛选出通过显著相关检验的预报因子,基于多元线性回归方法建立了四种西南地区秋季干旱预测模型,比较了四种模型的估计值与西南地区实际干旱指数值。结果表明,在1961~2004年的模型率定期,四种回归模型均通过了显著性水平为0.01的F检验;非线性模型对2005~2012年验证期的干旱试报成功率高于线性模型,且成功预测了2005、2007、2009年的三场西南地区秋季干旱,预见期长达6个月,对数模型对西南秋季干旱预测效果较其他模型更稳定;欧亚及亚洲经向环流、大西洋及北非副高、北半球极涡和西藏高原位势高度等均为西南致旱的显著强信号。非线性因子处理方法适用于西南地区干旱预测建模,且具有潜在应用前景。     

电控喷油器仿真模型标定方法研究

针对电控喷油器仿真模型标定过程中,调节变量对不同工况循环喷油量的影响程度不尽相同,使得标定方案不易确定的问题,采用试验设计与分析的方法(DOE),以3个典型工况下的循环喷油量为控制目标,以6个不易测量的流量系数、摩擦因子等为控制因子,分析了控制目标量相对控制因子变动的敏感程度并排出主次关系,从而指导并完成了仿真计算模型的标定。标定结果显示:标定后的模型在各工况下的循环喷油量都达到了比较理想的精度。     

多级轴流压气机一维性能预测程序开发及应用

为了实现对轴流压气机气动性能的准确预测,基于平均流线法建立了多级轴流压气机一维气动性能预测方法,编制了相应的Matlab程序,该方法允许针对不同类型压气机选择适用的经验模型。通过计算得到了某四级亚音速轴流压气机和某八级高速轴流压气机的气动性能,对比分析发现,一维性能预测结果与实验/三维CFD模拟结果吻合较好,效率与压比计算偏差均保持在较小范围内,预测结果精度较高。为进一步提高压气机气动性能预测的准确性,发展了一种经验模型自动校准方法,采用该方法对选取的四级亚音速轴流压气机和八级高速轴流压气机模型进行校准,校准后对各转速下气动性能的预测精度均有所提高。研究工作表明,所建立的多级轴流压气机一维气动性能预测方法以及模型自动校准方法具有一定的准确性和可靠性。     

朝阳沟油田储层孔隙度和渗透率解释方法

为解决朝阳沟油田储层物性参数——孔隙度、渗透率解释的雉题,针对朝阳沟油田测井系列的特点,通过优选与孔隙度、渗透率相关性较高的声波时差曲线和自然伽马曲线,采用最小二乘法建立了孔隙度解释方程,分区块建立了不同的渗透率参数解释模型,并且引入了泥质含量的校正。取心井和评价井验证结果表明：证实解释结果比较合理：储层的孔渗性越好,计算的渗透率精确度越高。     

涡轮增压器空气加速器设计

本文通过理论分析，推导出空气加速器设计的简单方法；提出了在空气加速器设计过程中相关参数的选取和优化，并通过实际设计的VTR254空气加速器的试验值与计算值的比较，证明了该计算方法可满足工程实际需要．     

Uncertainty in wave energy resource assessment. Part 1: Historic data

The uncertainty in estimates of the energy yield from a wave energy converter (WEC) is considered. The study is presented in two articles. This first article deals with the accuracy of the historic data and the second article considers the uncertainty which arises from variability in the wave climate. Estimates of the historic resource for a specific site are usually calculated from wave model data calibrated against in-situ measurements. Both the calibration of model data and estimation of confidence bounds are made difficult by the complex structure of errors in model data. Errors in parameters from wave models exhibit non-linear dependence on multiple factors, seasonal and interannual changes in bias and short-term temporal correlation. An example is given using two hindcasts for the European Marine Energy Centre in Orkney. Before calibration, estimates of the long-term mean WEC power from the two hindcasts differ by around 20%. The difference is reduced to 5% after calibration. The short-term temporal evolution of errors in WEC power is represented using ARMA models. It is shown that this is sufficient to model the long-term uncertainty in estimated WEC yield from one hindcast. However, seasonal and interannual changes in model biases in the other hindcast cause the uncertainty in estimated long-term WEC yield to exceed that predicted by the ARMA model.     

柴油机缸内环境下碰壁喷雾的蒸发特性研究

在高温高压定容弹内基于紫外/可见光两波长激光吸收与散射法测得的柴油模拟燃料碰壁喷雾的气液两相浓度分布、贯穿距、平均粒径等数据,并由此研究碰壁喷雾蒸发模型的准确性,提出了碰壁喷雾的标定方法,最后用标定好的模型对不同喷油量条件下的喷雾进行预测并用实测数据进行验证。由此揭示了主要标定参数对蒸发特性的影响规律,如回弹韦伯数越大蒸发量及蒸发速率下降越明显等,并提出了蒸发碰壁模型的主要标定参数的确定方法。