改进的AMALGAM算法在TOPMODEL参数优化中的应用

水文模型参数的优化对模拟结果至关重要,参数率定方法中的多目标分析方法备受关注。将具有继承性的精英非支配排序遗传算法(i-NSGA-Ⅱ)与多目标涡流粒子种群算法(MOVPSO)分别作为NSGA-Ⅱ算法与PSO算法的改进算法,与AMS算法及DE算法共同寻优,提出改进的遗传自适应多目标算法(AMALGAM算法),以超体积、收敛性度量及多样性度量作为算法性能评价指标,对比改进的AMALGAM算法与AMALGAM算法的解集性能。选出较优算法,并结合实例对基于地形指数的水文模型(TOPMODEL)进行参数率定,得出Pareto最优解。结果表明改进的AMALGAM算法优于AMALGAM算法,模型预报精度较高,在解决多参数多目标优化问题中具有优势。     

基于SWAT模型的浑河流域径流模拟

将ArcGIS与SWAT分布式水文模型相结合,构建了浑河流域分布式水文模型,模拟分析了浑河流域的径流过程,并以北口前站及沈阳站为例,对模拟值与实测值进行了比较和评价.结果表明,SWAT模型模拟效果较好,在整个浑河流域内具有良好的适用性.     

TOPMODEL模型几个问题的研究

为了推动TOPMODEL的发展，为变化环境下水文循环模拟的研制开拓一些思路，概述了TOPMODEL模型的物理概念和基本方程推手，以板桥流域为例，探讨了不同分辨率DEM对地形指数计算的影响，绘制了单元流域计算流程图，同时比较了它与传统集总式模型和分布式水文模型的优缺点，指出TOPMODEL需要进一步研究改进的问题。     

基于SUFI-2算法的SWAT模型在修水流域径流模拟中的应用

为在江西修水流域高沙水文站以上汇水区域构建SWAT分布式水文模型,采用SUFI-2算法进行模型参数敏感性分析、率定、验证及不确定性分析,对修水流域1984~2003年月径流量过程进行模拟。结果表明,敏感度最强的前三个参数依次为土壤饱和导水率、土壤蒸发补偿系数和径流曲线数;率定期与验证期的纳什系数ENS值和相关系数R2值均高于090,月径流量模拟值与实测流量过程线拟合程度较好;95PPU置信区间的模拟值和实测值较为一致;不确定性区间较小,验证期小于率定期;实证了采用SUFI-2算法的SWAT模型在修水流域月径流模拟中具有一定程度的适宜性。     

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。     

信江流域土地利用变化的径流响应研究

针对信江流域土地利用变化的径流响应,基于分布式水文模型（SWAT）及SUFI 2算法,利用流域DEM、土地利用、土壤、气象等时空数据并结合GIS和RS技术,对流域土地利用变化的径流响应进行定量研究。结果表明,率定期和验证期的模拟值与实测流量过程拟合程度较优,相关系数（R2）和纳西效率系数ENS均高于0.90、相对误差|Re|均小于2%,表明SWAT模型应用于该流域径流模拟的精度较高;在相同气候条件下,径流年内分配规律为2000年土地利用情景较1990年土地利用条件下月径流增加,年际分配规律为两期土地利用情景下的年际径流量变化趋势较为一致,2000年略大于1990年。     

基于DEM的分布式水文模拟模型及应用

选择太湖流域西苕溪水系为研究对象,以数字高程模型为基础,利用地理信息系统软件从DEM数据中提取研究区域的河网信息,将自动划分的子流域作为水文模型的最小计算单元,结合三水源新安江模型理论建立了基于DEM的分布式水文模拟模型并进行了应用.结果表明,所建模型适用于模拟湿润山区的降雨径流过程.     

基于多目标GLUE算法的新安江模型参数不确定性研究

针对新安江水文模型参数的不确定性问题,以湘江湘潭断面控制流域为例,采用新安江日模型和两个纳什效率系数作为水文模型参数率定的目标函数,结合SCE-UA优化算法,分析了不同目标函数对实测径流的模拟能力,在此基础上进一步分析了单目标GLUE方法、多目标GLUE方法和NSGA-Ⅱ优化算法获得不确定性区间特征值。结果表明,不同目标函数对径流过程显示了不同的模拟性能;NSGA-Ⅱ算法可优化多目标拥有较小的不确定性区间,但区间对实测值的覆盖率较小;与单目标算法相比,在相同的区间宽度下,多目标GLUE方法具有更高的区间覆盖率。     

基于DEM的流域地形地貌信息提取

为得到分布式水文模型所需要的参数,开发了程序进行流域信息提取,对得到的水系按水链进行编号,进而得到以水链为基础的子流域坡面.对水链坡降和长度、栅格坡度、子流域坡面坡度、流域地形指数等信息进行提取分析,为基于坡面的分布式水文模型的构建奠定了基础,具有理论意义及实用价值.     

水文模型参数优选的改进粒子群算法参数分析

借鉴竞争演化和多种群混合进化的思想,对粒子群算法(PSO)进行改进,提出了序列主-从种群混合进化的粒子群算法(SMSE-PSO).鉴于优选水文模型参数算法的有效性与算法控制参数有关,为评价SMSE-PSO算法不同控制参数对优化性能的影响,结合水文模型参数优选的特点提出采用正交试验设计的方法分析.结果显示,正交法较好地识别了关键影响因素并提出可能的最优方案,SMSE-PSO算法能较好地应用于复杂多参数水文模型的参数识别研究中.     

改进的TOPMODEL在流域洪水模拟中的应用研究

将具有流域分布特征的Green-Ampt下渗曲线引入TOPMODEL中,并在TOPMODEL的结构中增加超渗产流模块,将TOPMODEL结构中的一层蒸发模块改进为二层蒸发模块。根据Internet提供的土壤组成和土地覆盖资料,提出了计算植被根系层最大持水量参数的方法。分别用原始的、改进后的TOPMODEL和三水源新安江模型对黄河渭河流域的秦渡镇流域洪水资料进行了验证和应用。计算结果表明,参数植被根系层最大持水量在流域分布上是不均匀的,改进后的TOPMODEL可取得更好的洪水模拟结果。     

Effects of MFD viscosity and LTNE on the onset of ferromagnetic convection in a porous medium

The combined effect of magnetic field dependent (MFD) viscosity and a local thermal non-equilibrium (LTNE) on the criterion for the onset of ferromagnetic convection in a ferrofluid saturated horizontal porous layer heated from below in the presence of a uniform vertical magnetic field is studied analytically using linear stability theory. A modified Darcy equation is used to describe the flow in the porous medium and a two-field model for temperature each representing the solid as well as fluid phases separately is used for energy equation. It is demonstrated that the principle of exchange of stability is valid. The results indicate that the onset of ferromagnetic convection is delayed with an increase in the MFD viscosity parameter but shows no influence on the critical wave number. Moreover, the system is found to be more stable when the magnetic forces alone are present. Asymptotic solutions for both small and large values of scaled interphase heat transfer coefficient H_t are presented and compared with those computed numerically. An excellent agreement is obtained between the asymptotic and the numerical results. Besides, the influence of magnetic and LTNE parameters on the stability characteristics of the system is also discussed.     

基于种群进化的多目标参数优化

介绍一种基于种群进化TOPMODEL的多目标参数优选方法,并以该法为例,以四个描述水文过程线不同特征的函数为目标函数在酉水河流域进行研究,并取得较好的模拟结果。对优化得到的Pareto集,采用平衡聚合法求得折衷解,参数模拟的结果与观测数据有较好的吻合。用这种方法进行参数率定方便,并能保证结果的客观性和全局最优。     

基于模型预测的电辅助涡轮增压柴油机空气系统优化控制研究

针对配备电辅助涡轮增压器(electrically assisted turbocharger,eTurbo)和高压废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)的发动机的油耗和电耗最低、进气氧浓度跟踪误差最小等多目标优化问题,提出了一种eTurbo在线优化控制算法:根据目标进气氧浓度和增压压力,采用自抗扰方法调节EGR阀的开度和压气机需求功率;然后采用模型预测控制(model predictive control,MPC)算法,在线将压气机的需求功率分配给涡轮机和电机,以实现发动机油耗、电能消耗和进气氧浓度跟踪误差的最佳折中。在GT-SUITE/Simulink平台上的仿真结果表明:在FTP-75驾驶循环下,相比于传统增压柴油机,eTurbo柴油机在该优化算法控制下,增压压力的跟踪误差减小87.20%,进气氧浓度的跟踪误差增加1.93%,发动机等效比油耗改善0.82%,验证了该方法的有效性。     

降雨时间尺度对BTOPMC模型参数及洪水模拟的影响

以分布式水文物理模型BTOPMC为平台,选取四川省东南地区湔江、石亭江、明江流域为研究区域,探讨降雨时间尺度对该模型参数的影响,以提高模型洪水模拟结果的精度,并为建立流域物理特性与模型参数之间的定量关系提供参考。结果表明,不同时间尺度下三个流域不同洪水过程模拟结果均较好,1h时间尺度下的模拟结果纳希效率明显高于2h、3h时间尺度。     

基于ADMM的风场两级分布式无功优化方法

由于风机的无功耗变,电网电压稳定性随着风力渗透的增加而降低.针对风电场接入的配电网系统无功优化调度问题,本文提出了一种基于ADMM算法的两级无功优化调度方法.与现有的无功优化控制方法相比,该方法采用两阶段优化结构实现分布式无功优化调度.此外,在分区概念下,不需要一致性协议来解决优化问题.该方法在控制设计中也考虑了各个风...     

基于TOPMODEL的流域水文模拟研究

为减小河道栅格对地形指数分布的影响,引入适度指数法获取流域生成河道的起始临界值,并作为流域中河道栅格的上坡集水面积,使计算的地形指数更符合实际情况。基于TOPMODEL原理与地形指数计算的原理与流程,以腰古流域为例,采用次洪资料对模型进行了参数率定与检验。结果表明,TOPMODEL模拟精度较高。     

不同分辨率DEM的信息熵评价及其对径流模拟的影响

引用信息熵对不同分辨率DEM的信息量进行分析，对影响水文模拟的两个重要参数——径流路径和汇流平均坡度对DEM信息熵的敏感性进行评价，并在同一组模型参数下对DEM分辨率变化对径流模拟的影响进行分析，研究结果表明：径流总量、洪峰、水文响应时间对DEM分辨率的变化是非常敏感的。随着DEM分辨率的降低径流量减少，洪峰衰减，水文响应时间提前。     

基于压降二次分配的换热网络综合研究

在换热网络的综合过程中,依据单体换热设备的换热面积,进行压降约束的初步线性分配,根据单体换热设备的详细设计结果,按流体流动方向,对压降约束进行再次分配,并校核流股总压降是否在允许的范围内,给出了考虑压降分配前提下的换热器详细设计流程框图,算例结果表明,依此方法综合出的新的能量系统与现场能量系统相比节省换热面积30．87％,系统压降总和降低12．66％。