二元语义的水资源管理方案多属性递阶群决策

基于二元语义的水资源管理多属性递阶群决策模型,将水资源管理决策群体分为基层技术组A、中层专家组B和高层管理组C,提出了二元语义决策评价准则,建立了A、B、C三层决策矩阵的联合矩阵;最后由联合矩阵求出全体专家的最满意方案。绵阳市水资源合理配置决策分析的实例应用结果表明,该决策模型既能合理集结不同层次决策群体的信息,又能避免语言评价信息集结和运算中出现的信息损失和扭曲,是一种可行的建模方法。     

基于有限体积法的鄱阳湖水沙交换数值模拟

为了研究通江湖泊与外部江河的水沙交换过程,运用基于有限体积法的二维非稳态水流和泥沙耦合数学模型,对平水年水文条件下鄱阳湖的水沙交换过程进行了数值模拟。结果表明:鄱阳湖与上游五河、下游长江的水沙交换在时间上分布不均,主要集中在3~8月。计算得出2010年上游五河入鄱阳湖水量和泥沙量、鄱阳湖入下游长江水量和泥沙量以及全年长江倒灌入湖水量和沙量。倒灌入湖水沙量分别占出湖水量和沙量的4.88%和12.35%。研究成果为鄱阳湖水环境保护工作提供了重要参考。     

基于物元概念的多维递阶评价方法及其应用

本文提出基于物元概念的多维递阶评价方法。用于解决水资源配置评价的半结构化、多层次、多目标的群决策问题。在构建流域水资源系统的多维物元体基础上，提供了一种开放式评价方法集合或称评价的一种方法论，在框架的每一步都可有多种不同的实现方法，形式多样、简单易行。该方法被应用于黑河流域水资源配置方案评价，取得了较好的效果。     

基于离散元方法的竖直群桩冰荷载分析

在高纬度海域或高寒地区的江河中,碎冰对海洋平台桩腿和桥墩等直立群桩结构产生很大的冲击作用,并在一定条件下造成不同程度的破坏。依据碎冰在自然条件下的离散分布特性,采用Voronoi切割算法构造随机分布和具有非规则几何形态的碎冰初始状态,在此基础上采用若干个具有黏结-破碎功能的球形颗粒构造具有一定厚度、尺寸和形状等物理参数的河冰离散单元模型,将竖直群桩简化为刚体结构,从而对碎冰的运移及其对群桩的冲击作用进行数值模拟。在此基础上可确定碎冰撞击下的群桩冰荷载,并分析冰块尺寸、冰速和冰厚对桩结构所受冰荷载的影响。     

基于流形元群缝追踪的钢筋混凝土结构破坏模拟

对石根华提出的流形元法进行了改进,在一阶位移形函数的基础上扩展到二阶位移模式,开发了用断裂力学法模拟离散裂缝的扩展及用杆单元模拟钢筋作用的流形元法,用以模拟钢筋混凝土结构破坏过程。对于含有大量节理裂隙的结构,采用传统的摩尔-库伦准则,允许裂缝不仅沿原有的不连续面扩展,而且可以穿过完整介质,导致结构体的破坏。用扩展后的软件模拟钢筋混凝土梁结构的破坏,考虑变形和渗流耦合作用,分析了五强溪船闸闸墙的大变形问题。结果表明,破坏形态符合实际情况,并且再现了结构破坏过程,为今后研究此类问题提供了新思路。     

基于RBF代理模型和粒子群算法的水交换优化研究

良好的水交换对改善水环境、提高水域周边景观效果等具有十分重要的作用。而引水置换的方法对促进水交换效果显著,但利用数值模拟进行水交换研究耗时长、效率低,且人为改变参数的局限性大,不利于寻找最优的换水方案。为解决这一问题,基于径向基函数(简称RBF)代理模型建立水交换优化模型,并通过粒子群算法求最优解。以某人工岛游艇别墅区港池初拟方案为例,验证该方法的可行性和优越性。算例结果表明:（1）构建的基于RBF代理模型的水交换优化模型精度较高;（2）基于RBF代理模型的水交换优化模型计算1次所需时间量级为秒,而传统数值模拟计算的量级为小时;（3）通过粒子群算法,对建立的基于RBF代理模型的水交换优化模型求解,得到研究区域的最优换水方案。上述最优方案的结果与MIKE21水动力和对流扩散模型的计算结果相符。     

水工结构分析的p-型自适应有限单元法研究

本文建立了一种结构分析的实用p型自适应有限元分析方法，研究中针对二维问题，利用勒让德多项式和雅可比多项式构造了阶谱单元的基函数，并利用有限元离散误差估计的基本理论，将p型自适应有限元方法归类为全域升阶方法、单元升阶方法和自由度升阶方法，并给出了具体的实施过程。算例显示了该法的特色与在水工结构分析应用中的潜力。     

节理岩体大型地下洞室群开挖支护过程离散元分析

依托大岗山水电站工程的地下洞室群,运用离散元法模拟了不同地质结构组合切割条件下地下洞室开挖支护过程,研究锚杆支护对不同岩体结构变形、应力状态、损伤区影响的改善作用,探讨了节理岩体中锚杆加固机理。结果表明:锚杆加固作用是随着节理相对错动和应力调整逐步发展的;受限于锚杆与结构面这种相互作用机制,锚杆并不能有效改善围岩应力状态;锚杆加固作用主要体现在增强结构面抗剪强度和抗拉强度上,提高了关键块体的安全系数并阻止块体的塌落;通过与监测数据对比表明,离散元锚杆单元模型可反映出工程实践中锚杆对岩体的支护效果。     

群桩支护在泵站基坑开挖变形控制的研究

采用有限差分法和考虑实体-结构相互作用的方法对泵站基坑开挖支护桩进行数值模拟,研究桩长、桩排距和桩径对桩身位移的影响,开挖步数对支护桩变形和受力情况的影响,得出以下结论为减小支护桩的变形,增强其稳定性,可以通过增大桩长,减小桩排距的方法改善上述问题。采用有限差分法计算的支护桩水平位移大于采用考虑实体-结构相互作用法计算的支护桩水平位移。当第一步开挖时,曲线的变化趋势较为平缓,支护桩所受的弯矩较小。大部分第四步开挖时,曲线的变化趋势显著,支护桩所受的弯矩最大。前排桩和后排桩的剪力—深度曲线具有一定的差异性,主要体现在第一步开挖的剪力-深度曲线。在工程实际中,应增大前排桩的抗剪强度,提高其抗剪性能,以维持结构的稳定性。     

泥沙交换的随机模式

本文运用时间连续、状态离散的Markov过程作为描述水流底部泥沙交换过程的随机模式.在合理给出泥沙单步运动转移概率基础上,从理论上导出泥沙单次运动的等待时间分布,进而获得任意长时间内各种运动状态泥沙之间相互交换的转移规律.对平稳分布的分析表明,本模式描述泥沙交换过程比之时间离散Markov链更具一般性.文章还就随机模式在理论阐述河流自动调整作用机理、建立绝对悬沙浓度沿垂线分布公式和推移质输沙率公式、以及确定河口环境中沉积物的输移方式等方面的应用问题作了初步探讨.     

缆道积宽法测速的应用与研究

通过缆道积点法与积宽法二种测速方法在测站的验证资料，提出了积宽法测速的应用条件、流量与积宽系数的计算方法，初步地研究与分析了二种测速方法在不同水流情况下的测速误差。     

基于混合递阶遗传算法优化RBF神经网络的BOD_5软测量方法

针对污水处理过程中关键水质参数难以在线监测的问题,提出了基于混合递阶遗传算法优化RBF神经网络的BOD5软测量方法。首先用主元分析的方法实现输入变量的降维和去相关,再用递阶遗传算法来确定合理的RBF神经网络隐含层节点数、基函数中心和宽度,而输出层则采用最小二乘法。此算法能同时优化网络参数和拓扑结构,在全局范围内寻找RBF参数的最优解。仿真结果表明,该方法可以实现污水水质的在线预测,具有较好的实时性、稳定性和较高的控制精度。     

有限柱壳条元法在埋藏式压力钢管外压稳定分析中的应用

采用半解析有限柱壳条元法分析带加劲环的埋藏式压力钢管外压稳定性问题,轴向采用解析函数,周向采用离散的Hermite多项式函数.解析函数与离散的多项式函数相结合的位移模式,不但减小了自由度,提高了计算精度,而且能非常方便的处理可变的单元宽度模拟周向失稳屈曲波形变化的问题.这种方法与Amstutz方法比较,克服了Amstutz方法不考虑加劲圆环的约束作用及把压力钢管简化成圆环拱的计算.通过算例得出了结构外压失稳的欧拉曲线,验证了半解析有限柱壳条元法的正确性与合理性.     

水体交换对水环境的影响

2008年8月横山岭水库管理部门发现水质异常,经论证分别于2009～2011年通过放水、蓄水过程,使库区水体进行了充分交换,水体中重金属类水质参数变化甚微,富营养化及其他类参数不同程度得到改善,说明水体交换是改善库区水质最重要的手段之一.     

基于WENO格式的天然河道丁坝群二维水流数值模拟

本文应用高精度WENO(Weighted Essentially Non-oscillatory Schemes)格式结合有限体积法建立了河道丁坝群二维水流的数学模型。采用此模型对实际天然河道丁坝群水流水力特性进行了数值模拟,得到了流速场的分布,并与物理模型试验结果进行比较,表明这类格式精度高,稳定性能好,能够有效地计算复杂边界天然河道丁坝群二维水流水力特性问题。     

复合桩基端阻群桩效应及其效应系数的有限元分析

用三维弹塑性有限单元法计算得出砂土中的复合桩基端阻群桩效应系数均略低于《建筑桩基技术规范》中的数值。