湍流标量输运过程中的Schmidt数识别

湍流Schmidt数是湍流传质过程中的关键控制参数,为了准确识别输运过程的湍流Schmidt数,提出基于Metropolis-Hastings算法和有限单元法的湍流Schmidt数识别算法。湍流求解采用稳态标准k-ε模型,浓度场求解采用非稳态无源对流扩散方程。算例计算结果表明,基于Metropolis-Hastings算法和有限单元法的参数识别算法对湍流Schmidt数的识别精度较高。     

河流水质多参数识别反问题的演化算法

给出了利用演化计算方法求解河流水质多参数反问题的一种新方法。该方法把参数识别反问题转化为优化问题用演化方法求解。它的特点在于：从多个初始点开始寻优，并借助交叉和变异算子来获得水质参数的全局最优解。数据模拟结果表明，该方法具有很高的精度，收敛速度快，且编程简单，易于计算机实现，值得在实际工作中采用。     

交叉熵随机抽样算法在辽河水质概率区间估算中的应用

采用交叉熵随机抽样算法对辽河铁岭段水质概率区间进行了估算,估算结果表明:辽河铁岭段总氮处于IV-III类水质标准浓度的概率区间在0.44-0.49之间,总磷处于IV-III类水质标准浓度的概率区间在0.46-0.56之间.水质上下变幅的最大概率值为0.45.研究成果对于辽河铁岭段水质预警具有参考意义.     

改进的蚁群算法在溶质运移参数识别问题中的应用

非饱和土壤水分和溶质运移参数(扩散率、导水率和水动力弥散系数)取值范围较大,往往跨越几个数量级。采用传统离散化蚁群算法求解此类问题,所需节点较多,这会造成算法收敛时间较长。该文在传统蚁群算法基础上,对蚂蚁搜索路径进行改进,改进后的蚁群算法寻优路径由参数精度位数(整数位和小数位)、参数个数以及0–9十个数字构成,并将路径解码公式修改为具有判别参数正负功能的解码公式。采用改进的连续蚁群算法对非饱和溶质运移参数识别优化模型进行求解。数值模拟表明相同迭代次数下改进的蚁群算法比传统蚁群算法耗时少,算法计算时间与迭代次数满足线性关系,含水率和溶质浓度实测值与计算值吻合较好、相关性较高。     

热分层湍流直接模拟的高精度算法和数值分析

该文发展了高阶精度有限差分格式的直接数值模拟方法,并将其成功地应用于带有自由面的热分层槽道湍流问题的计算,与低阶精度格式相比,高精度格式有着更宽的低耗散波段,对中高波数分量有较好的模拟能力。该文直接在非均匀网格上采用Lagrange多项式插值构造迎风偏置格式,克服了传统二阶格式在网格变化剧烈时精度损失的缺点,提高了在近壁区的计算精度。对三维槽道湍流以及带有自由面的热分层湍流的流场和温度场的统计特征、脉动特征以及能谱进行了分析,进一步验证了高精度差分方法对热分层剪切湍流问题直接模拟的有效性。总体上讲,该格式精度高,对高频非物理振荡有抑制作用,可以适应变化的空间网格,有效地模拟复杂湍流流动结构,并正确地揭示其流动机理.     

用微进化算法反演岩石蠕变模型非定常参数

岩石蠕变模型的参数较多,为得到参数的全局最优解,应用微进化算法（Microevolution Algorithm, MA）对岩石蠕变模型非定常参数进行了反演分析。算法以实测蠕变值与理论计算值之间的最小二乘误差为优化准则函数,直接反演计算蠕变模型参数。计算结果表明,微进化算法可最大限度地利用所有试验数据,避免传统优化算法初始参数选取的困难,且算法简单有效,计算精度高于混沌粒子群优化算法。该方法也可推广应用于其它蠕变模型的参数反演,具有较高的工程应用价值。     

融合MCMC 方法的差分进化算法 在水文模型参数优选中的应用

传统差分进化算法在优选水文模型参数时容易出现"早熟收敛"问题,基于马尔可夫链蒙特卡罗方法的差分进化算法——DREAM算法,对嘉陵江流域降雨径流模型的参数优选问题进行了分析。结果发现,DREAM算法融合了自适应Metropolis方法的优点,能有效克服"早熟收敛"问题,适用于推求先验信息较少的复杂水文模型参数后验分布。     

基于混沌激励和关联维数的结构 微小损伤识别

通过研究一种利用混沌激励和结构响应信号关联维数变化的结构微小损伤识别方法,设计了混凝土悬臂梁的损伤数值模拟试验并进行了验证。结果表明该方法可有效识别结构的微小损伤,在实际应用中比传统的固有频率识别方法更有优势。     

遗传单纯形混合算法在复杂环境模型参数识别中的应用

参数识别是数学模型应用的一个重要环节。为提高复杂环境模型参数识别的性能和效率,引入了遗传单纯形法(GASM),该方法融合了遗传算法和单纯形法两类算法的不同搜索机制,具有很强的广度搜索和深度搜索能力。本研究以密云水库水质模拟为例,将GASM算法应用于模拟地表水水质的WASP模型中10个参数的优化识别。计算结果表明,无论是没有扰动的情况还是有扰动的情况,GASM算法均高效可靠地搜索到水质模型参数的全局最优解,说明此方法应用于复杂环境模型参数搜索是可行的实用的。同时,通过不同算法的比较也说明了GASM算法在搜索性能和效率方面的优越性。     

基于MCMC和ES-MDA方法的地下水数值模型非均 质参数场及开采量的反演研究

马尔科夫链蒙特卡罗方法(MCMC)和多重数据同化集合平滑器方法(ES-MDA)近年来在地下水参数反演得到广泛应用,但对三维多层非均质含水层参数反演精度和计算效率还缺乏对比分析。本文构建了含有基于Karhunen-Loève展开的非均质参数场的潜水和多层承压水含水层案例,并建立了地下水数值模型和基于Kriging方法的替代模型,模拟含水层分层水头变化,探讨了基于替代模型的MCMC、替代模型和数值模型相结合的两阶段MCMC以及ES-MDA方法反演的含水层渗透系数以及开采量。结果表明,针对本文算例,在非均质参数和开采量的反演中,相比而言,两阶段MCMC反演参数精度更高,ES-MDA方法计算效率更高。本研究为地下水数值模型参数反演方法选择提供参考依据。     

任意平面流场中的湍流临界准则数

作者应用涡量对流及扩散(传输)的概念和理论建立了对任意平面流场中发生湍流流动的湍流临界准则数。这个准则数不同于熟知的雷诺数。如果应用此准则数在接近直管壁和平板边界层固壁处表明流动会诱发“猝发”现象;对毛细管内的流动而言它也会指出无论管中平均流速多大、它总不会发生湍流;而对多孔介质中的流动,湍流会出现。所有这些预示颇令人感兴趣和关注。     

通用型旋桨流速仪干式检测抽样检定

对? LJ20-1A?型旋桨流速仪抽样检定做可行性验证总结.用“干式法”检测设备作为槽检抽样检定的辅助工具,检测旋桨螺旋角? A、旋转支承摩阻力矩? M,按? A?值精细分组,科学抽样,在华北水文仪器检测中心检定.验证表明,总体精度高,中高、低速直线公式标准化,生产、使用都很方便.     

三维岩石随机裂隙网络的块体自动识别

运用蒙特卡罗法模拟生成随机的结构面,在三维岩石块体系统自动识别方法的基础上,充分比较有限结构面和无限结构面相互切割成块体的异同,并结合基本的拓扑学原理,实现了三维岩石随机裂隙网络块体的自动识别,并有效地解决了多连通问题.算例表明了该方法的可靠性.     

基于多组群教学优化的随机森林预测模型及应用

为有效提高水文预测预报精度,提出了一种基于多组群教学优化(MGTLO)的随机森林(RF)预测方法,利用MGTLO算法对RF两个关键参数进行优化,构建MGTLO-RF预测模型,并与基于MGTLO算法优化的支持向量机(SVM)、BP神经网络两种常规预测模型作对比分析。以云南省龙潭站月径流和年径流预测为例进行实例研究,利用前44 a和后10 a资料对MGTLO-RF等3种模型进行训练和预测。结果表明:所提出的MGTLO-RF模型具有更好的预测精度和泛化能力,可作为水文预测预报和相关预测研究的一种有效工具。     

随机质点瞬时加速度谱的构建方法探讨

基于随机过程理论、应用统计学、随机信号分析理论,通过试验实时量测了5种不同流量条件下,顶冲角度分别为83.87°、54.82°、21.71°、2.24°时,不同断面水深对应的60余组瞬时流速信号,构建了随机质点瞬时流速概率模型,并以此推出了随机质点瞬时加速度谱概率模型及随机波列模拟方法。结果表明:基于赖斯白噪声理论的波动模拟新方法构建随机质点瞬时流速概率模型精准可靠,推求的随机质点瞬时加速度谱真实有效。     

卸荷土体力学模型参数的智能识别

在遗传算法中引入了位爬山法,有效地改善了遗传算法的局部优化能力,提高了优化速度与精度。采用此改进的遗传算法对基坑土体卸荷力学模型参数进行大范围识别,实现了参数空间内全局意义上的搜索。以200 kPa围压下土体真三轴卸荷试验为例,将试验结果与不同识别方法的结果进行了对比。分析了多样性测度、蠕变变异率和突变变异率对算法收敛精度的影响。得出如下结论:为了全面的了解基坑土体的特性,对不同位置的土体进行全面的试验研究是有必要的;利用改进的遗传算法进行参数识别,识别精度更高,能更好描述土体的力学性能,有利于基坑安全性分析与评估。     

基于约束最小二乘法的变压器三相漏感辨识算法

对于变压器保护,当前提出的功率差动原理、磁通特性识别法、等值电路参数鉴别法及基于变压器的回路方程法等都要求预知原副边各相的绕组电阻和漏感参数。文中提出一种三相漏感的辨识方法,不需改变三角形侧的电流互感器配置,只通过测量空载合闸瞬时的线电压和线电流,利用约束最小二乘法进行2次辨识后,就能够快速、准确地辨识出原副边绕组漏感。通过EMTP仿真和变压器动模试验,表明该算法能够正确辨识各相漏感,误差很小,具有较好的应用价值。     

佛子岭连拱坝动力试验及模态参数识别

佛子岭大坝是一座结构复杂的连拱坝，坝址地震基本烈度为7度，设防烈度为8度，2000年8月，对佛子岭连拱坝进行了原型动力试验，取得了大坝的动力特性，即频率，振型，阻尼比和传递函数，此次原型试验采用爆破，起震机，随机脉动三种试验手段，先后进行了坝顶动力试验和#11支墩的动力试验，试验结束后，利用起振机激振的试验数据和快速傅立叶变换（FFT）的方法，得到传递函数的试验值，同时根据理论推导的传递函数，在频域应用由最小二乘迭代法编制的阻尼最小二乘法识别程序，选择目标函数进行优化计算，得到了解耦的佛子岭连拱坝的模态参数值，可以作为该坝抗震加固计算的依据。     

基于轨迹灵敏度的负荷参数辨识范围调整方法

实践表明,参数辨识范围的选取对参数的辨识效果影响很大。在分析负荷模型参数对所吸收功率的轨迹灵敏度的基础上,提出了负荷模型参数辨识范围的调整方法。首先根据动态过程中轨迹灵敏度的大小选择要调整的参数对象,然后进一步依据动态轨迹灵敏度的变化特点调整参数的辨识范围,从而达到提高负荷辨识精度的目的。实际例子充分表明了这种方法的有效性。