边坡工程中监测数据场三维云图实时动态可视化方法

实现监测物理量空间数据场的三维实时动态可视化表达,是边坡工程安全监测三维可视化在线分析的关键。空间数据场三维可视化最直观的表达形式是三维云图,其绘制方法包括面绘制和体绘制,而体绘制方法是实现三维数据场实时动态云图绘制的首选方法。鉴于X3D灵活的场景交互和丰富的三维几何造型节点,通过生成用于监测数据场三维云图显示的几何载体TEN模型,在提取监测点坐标并形成监测数据场的基础上,应用空间插值算法得到TEN网格节点的监测物理量数值,并按照特定颜色表映射到网格节点的颜色域值,提出基于X3D技术的空间数据场三维云图体绘制方法。以某水电站坝肩边坡和某水电站谷肩堆积体为例,应用该方法实现边坡和堆积体监测数据场三维分布云图的实时动态可视化显示,直观地揭示监测对象的变形趋势和可能的变形破坏模式,为该方法在水利水电和岩土工程的边坡及地下工程安全监测领域的应用提供参考。     

水电站发电优化调度遗传算法的改进

遗传算法在求解水库优化调度问题时存在两个问题：随机的初始种群生成方式难以保证个体在解空间均匀分布,导致求解结果不稳定;由于水库水量平衡等条件约束,使交叉、变异操作常常导致可行解变成不可行解。针对上述问题,引入了基于均匀设计的初始种群生成方式,保障了初始种群空间分布的均匀性;在交叉、变异操作中建立了个体可行性判断与处理方法,保障了在个体进化过程中的可行性。以三峡发电优化调度为例,验证了改进算法的有效性,与标准遗传算法相比改进遗传算法可以显著提高寻优性能。     

统计分析中温度谐波因子的改进

针对处理监测数据时因缺少坝体实测温度而在回归分析时采用温度谐波因子的问题,阐述了温度谐波因子在回归分析中的原理后对其进行了改进,并考虑了不同气温年变幅的影响.实例结果表明,改进后的方法使计算精度有所提高,且更符合大坝实际工作机制.     

基因表达式编程及其在混凝土徐变分析中应用

混凝土徐变分析在混凝土结构应力计算和变形分析中有着重要意义。由于影响混凝土徐变的因素较多,徐变函数呈现高度非线性,传统回归方法难以取得令人满意结果。基因表达式程序设计方法,吸取了遗传算法和基因编程两者的优点,在解决非线性拟合问题方面表现出非凡的数据挖掘能力与优势。在基因表达式编程理论分析基础上,利用该方法建立了混凝土徐变函数知识挖掘模型。实例表明,该模型比常规方法得到的函数有更高的精度。     

浸没式超滤膜用于污水处理厂深度处理的试验

采用处理规模为31.2 m³/d的超滤中试装置,对江苏省某污水处理厂二沉池出水进行深度处理,着重考察超滤对浑浊度、SS、COD、TP、粪大肠菌群等的去除效果。结果表明:①将投加絮凝剂作为前处理手段可提高超滤时污染物的去除效果并降低跨膜压差增量,投加的硫酸铝质量浓度为2～4mg/L即可满足出水水质要求;②超滤对浑浊度、SS、COD、TP、粪大肠菌群等去除效果较好,出水中这些指标的值分别为0.33NTU、0.9mg/L、5.3mg/L、0.32mg/L和0 个/L,出水水质优于污水处理厂原深度处理工艺“微絮凝→砂滤→臭氧→氯消毒”的出水水质,满足GB/T 19923—2005《城市污水再生利用工业用水水质》规定的回用作循环冷却水的水质要求。     

基于响应面法的泵站弹模反演分析

针对目前试验室测试和现场试验进行力学参数的测定具有局限性这个问题,利用某些具体已知监测值对泵站的具体物理参数进行反演分析。选取泵站以及地基的弹模进行反演研究。首先,在有限元分析的基础上,利用中心复合设计进行有限次试验,建立可反映泵站弹模与位移之间非线性隐式关系的响应面方程,以代替有限元计算;其次,利用遗传算法对响应面方程目标函数进行迭代寻优,从而实现泵站弹模的反演分析。最后,选取了2个泵站,利用监测值进行反演,响应面方程结果的误差大都在1%以内,最终弹模反演的误差在2%以内。经数值算例表明,该方法计算结果误差小,求解效率高,能准确地反映材料的真实情况。研究成果可为实际泵站工程的参数确定提供参考。     

基于结构化网格的风力提水机叶片三维数值分析及试验研究

采用FLUENT软件对设计的具有航空翼型的带扭转角的风力提水机叶片进行了结构化网格数值模拟分析。计算结果表明,所设计的低实度风轮风力提水机能在2.8 m/s的轻风下起动,叶片三维流动特性良好。在额定工况下叶片气流未出现明显分离现象,最大风能利用系数可达0.43,较传统的风力提水机的风能利用率提高22.8%。最后通过小型开口低速风洞的叶片物理模型试验进一步验证了数值模拟的可靠性。     

复合生物技术在城市河流污染修复中的应用

在南方某污染河流强制污染修复试验中,采用人工曝气与投加复合生物酶相结合的技术进行底泥消减,再使用梅花式菌剂接种法将菌剂与生物促生剂接种至水体及底泥中。接种后2 d内因接种操作扰动及生物促生剂含大量氮、磷元素使各水质指标呈上升趋势,接种第3 d起COD、TP、NH_3-N浓度迅速下降,水质得到改善;第8 d左右COD、TP、NH3-N去除率达到最高,投菌后10 d内DO平均浓度上升50%,COD、TP、NH3-N平均去除率分别在45%、40%、40%以上。结果表明:采用复合生物技术治理城市污染河流,可以初步消除河流黑臭、改善河流水质、恢复河流自净能力。     

基于实例推理的堤防防渗加固方法选择

针对堤防工程防渗加固方法的优选问题,充分借助已有工程的加固案例,综合应用基于实例的推理(Case Based Reasoning,CBR)方法和自组织特征映射神经网络(SOFM),在对影响加固方法选择的主要因素分析基础上,研究建立加固工程和实例之间相似性的计算公式;利用自组织特征映射神经网络高度的自组织性和自适应性,对实例库中的实例进行动态聚类,提出以SOFM为检索机制的实例检索模型。将所述模型和方法应用于某实际工程,研究该堤防工程防渗加固方案生成的过程,分析模型和方法的有效性。算例分析表明:利用所建模型能够缩小实例检索的范围,提高检索的效率;有效利用了以往加固实例中积累的经验和知识,减少了对专家的依赖,可提高加固方法选择的效率和加固决策的智能化水平。     

日本“多自然河川”治理及其对我国河道整治的启示

全面梳理、解读日本河川治理在各阶段所采取的措施,尤其对其"多自然河川"治理工程进行总结和分析,明确不同阶段的河道治理思路和技术措施,旨在为我国河流治理中水利工程与生态修复、水质改善密切结合等提供思路和技术方法上的借鉴。