检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：陈骏骏吉林大学

学位级别：博士

地下水反应性溶质运移模型是耦合多种物理化学过程的地下水数值模拟技术,能够定量分析含水层环境中多物质组分的运移演化规律,目前已在地球科学和环境科学中的多个研究领域得到了广泛应用。但地下水反应性溶质运移模型的关键参数通常难... 详细信息

地下水反应性溶质运移模型是耦合多种物理化学过程的地下水数值模拟技术,能够定量分析含水层环境中多物质组分的运移演化规律,目前已在地球科学和环境科学中的多个研究领域得到了广泛应用。但地下水反应性溶质运移模型的关键参数通常难以直接获得,需要利用地下水水位和溶质浓度等现场观测数据,通过反演模拟进行求解。开展地下水反应性溶质运移模型参数反演研究,是降低模型参数不确定性,提升模型预测精度的关键;对准确刻画地下水流与溶质运移过程,提高相关应用领域的数值模拟研究水平具有重要意义。数据同化是目前各学科领域解决模型参数反演问题的重要方法。但反应性溶质运移模型通常具有强非线性。并且,准确刻画溶质羽流的扩散形态要求充分考虑含水层参数的非均质性。因此,在利用传统的数据同化方法开展反应性溶质运移模型参数反演研究时,将会面临三个方面的问题:多源异构数据同化问题、替代模型训练样本数据分布结构的优化问题和高维非均质模型参数反演问题。围绕上述三个问题,本研究充分发挥深度学习算法解决强非线性映射和高维数据特征提取的优势,首先在反演算法理论方面开展了四部分内容的研究,包括:反应性溶质运移替代模型构建方法研究、反演优化模型的建立与求解方法研究、参数反演结果自适应更新算法研究和高维非均质参数反演算法研究。然后在理论研究的基础上,开展了某污染场地的应用研究。通过上述研究取得的成果与认识如下:(1)确立了基于二维卷积神经网络(2D-CNN)的反应性溶质运移替代模型构建方案,以提高数据同化过程中正演模拟的计算效率。通过算例对比发现,该替代模型结构不仅能够对多种模拟组分实现同步高精度预测,其对极端边界值的预测效果也比本研究选用的其他模型结构具有更大的优势。结合深度学习框架下的并行计算优势,替代模型的计算效率比原始数值模型得到了显著的提升。(2)在获得反应性溶质运移替代模型的基础上,基于非线性规划优化理论和贝叶斯定理,给出了反应性溶质运移的反演优化模型构建方案。提出采用串联式神经网络(TNNA)求解反演优化模型,以解决多源异构数据同化问题。在算例研究中基于蒙特卡洛方法开展了TNNA算法与传统标准遗传算法的对比研究。结果表明,TNNA算法对所有模拟组分数据同化结果的平均收敛精度比遗传算法提高了一个数量级;对每一种模拟组分的拟合情况均优于遗传算法;对每一项参数的反演精度也都高于遗传算法,且其获得更高收敛精度的反演结果所需要的计算负荷比遗传算法降低了50倍。(3)通过在TNNA算法的基础上引入自适应更新策略(AUS),提出TNNAAUS反演算法,改善了反演计算过程中因替代模型训练样本数据分布不合理而导致的反演结果偏差。理论模型算例验证表明,TNNA-AUS算法能够以更高的计算效率得出比TNNA算法更加可靠的模型参数反演结果,正演模型调用次数降低了2/3。Aquia实例模型的参数反演结果同样表明,TNNA-AUS算法在对多种模拟组分实现多源异构数据同化方面比TNNA算法具有更加明显的优势。(4)通过集成Karhunen-Loève展开(KLE)的高维参数降维、CNN高维参数替代模型和迭代局部更新集合平滑器(ILUES)随机反演算法,提出了一套求解高维非均质渗透率参数反演问题的集成反演算法(KLE-CNN-ILUES),有助于更加准确地刻画含水层流场分布情况,提高多组分溶质羽流模拟预测精度。在某实际污染场地应用研究中,通过在CNN中引入残差模块构建了高维参数替代模型,其预测精度比普通CNN整体上提升了一倍。在此基础上通过KLE-CNN-ILUES得到了高维非均质渗透率参数的可靠反演结果,模型校正后的水位预测与实际观测值基本一致。反演结果揭示了该研究场地的地下水高渗透区和低渗透区的空间分布情况。(5)在非均质渗透率参数场反演识别的基础上,建立了污染场地中五种污染物组分的反应性溶质运移模型。利用本研究提出的TNNA-AUS算法计算得到了17项模型参数的反演结果。通过校正期和验证期各组分浓度数据的拟合情况判断,反演校正后的数值模型具有一定的鲁棒性,能给出可靠的模拟预测结果。上述研究丰富并拓展了地下水数值模型参数反演的理论基础与技术内涵,可为二氧化碳地质封存、地质历史演化过程、核废料地质储置安全评估和地下水污染物监测预警等研究提供科学依据。

关键词：反应性溶质运移模型深度学习模型参数反演反演结果自适应更新高维非均质含水层参数

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基于堆石坝竣工期沉降观测数据的材料非线性本构模型参数反演

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岩土力学 2014年第S2期35卷 61-67,74页

作者：李守巨张军梁金泉孙振祥大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116023 辽宁蒲石河抽水蓄能有限公司辽宁丹东118216

为了高效和准确地确定堆石料的非线性本构模型参数,提出了基于响应面方法的参数反演方法。采用有限元方法数值模拟了堆石坝的分层填筑过程。建立了堆石坝变形观测点沉降的响应面函数,确定了多项式响应面函数的系数。根据堆石坝竣工期变... 详细信息

为了高效和准确地确定堆石料的非线性本构模型参数,提出了基于响应面方法的参数反演方法。采用有限元方法数值模拟了堆石坝的分层填筑过程。建立了堆石坝变形观测点沉降的响应面函数,确定了多项式响应面函数的系数。根据堆石坝竣工期变形观测数据和确定的响应面函数,采用优化方法反演确定了堆石料本构模型参数。工程实际应用结果表明,该方法具有较高的计算效率,预测的堆石坝沉降变形与现场观测值吻合较好。

关键词：模型参数反演混凝土面板堆石坝本构关系大坝沉降响应面优化方法

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工程岩体渗流场与应力场耦合分析的模型参数反演研究

工程岩体渗流场与应力场耦合分析的模型参数反演研究

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作者：邓祥辉西安理工大学

学位级别：博士

随着人们对岩土体研究的深入，确定计算参数逐渐被重视并成为研究的热点和难点。由于受认识所限，多年来通过反分析获得的岩土体计算参数主要是通过单场反演得来。相对于单个渗流场、应力场参数反分析，考虑渗流-应力耦合作用能更好地... 详细信息

随着人们对岩土体研究的深入，确定计算参数逐渐被重视并成为研究的热点和难点。由于受认识所限，多年来通过反分析获得的岩土体计算参数主要是通过单场反演得来。相对于单个渗流场、应力场参数反分析，考虑渗流-应力耦合作用能更好地反映岩体真实的变形机理和渗流特性。因此，基于位移、水头等多类型实测资料进行渗流场与应力场耦合的模型参数反演，不仅能准确确定那些不易直接测定的参数，还能提高反演结果的可信度。主要围绕渗流场与应力场耦合分析的模型参数反演做了以下几方面工作：\n (1)针对简单遗传算法易陷入局部最优解、收敛速度较慢等缺点，应用效率更高的自适应遗传算法，把等效裂隙岩体渗流场数值分析与其有机结合，实现了三维渗流场渗流参数反分析。\n (2)从水-岩相互作用的机理出发，对岩体渗流-应力两场耦合模型的应用条件、范围以及优缺点等进行了比较，建立了孔隙连续介质和等效裂隙连续介质耦合模型。实现了三维非稳定渗流孔隙介质渗流-应力耦合分析及等效裂隙介质渗流-应力耦合分析。\n (3)对渗流场与应力场耦合分析涉及的参数进行分类，并对参数的敏感性做了深入分析。结合孔隙连续介质和等效裂隙连续介质耦合模型，建立了两种模型的参数反演模型，开发了三维非稳定渗流-应力耦合作用的参数反分析数值分析软件。\n (4)根据某水利工程坝址区钻孔实测水位资料，对该坝址区天然渗流场的渗透系数进行了反演。在此基础上，根据反分析得到的渗透系数，对大坝建成后正常蓄水位工况下坝址区渗流场进行了预测分析，对可能会出现的问题进行了分析，提出了有针对性的建议。\n (5)采用孔隙连续介质渗流场与应力场耦合模型，在考虑初始地应力场的情况下，依据隧道各断面实测资料，对某深埋山岭隧道K8+500～K8+550桩号段进行渗流场、应力场耦合的模型参数反演分析。根据得到的反演参数，对K8+560～K8+610桩号段隧道拱顶沉降和洞周收敛进行位移预测，预测与开挖后实测位移情况比较吻合。

关键词：工程岩体渗流场应力场耦合模型参数反演变形机理渗流特性

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铝合金材料蠕变模型参数优化反演方法

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航空计算技术 2015年第5期45卷 5-7,10页

作者：李守巨上官子昌王颂大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 大连海洋大学海洋与土木工程学院辽宁大连116023

基于铝合金材料单轴拉伸蠕变实验观测数据,提出了铝合金材料蠕变模型参数优化反演方法。针对3种典型的铝合金材料,分别反演确定了Norton-Bailey和Prandtl-Garofalo蠕变模型中的参数。计算结果表明,蠕变应变与时间的（0.2-0.4）次幂成正... 详细信息

基于铝合金材料单轴拉伸蠕变实验观测数据,提出了铝合金材料蠕变模型参数优化反演方法。针对3种典型的铝合金材料,分别反演确定了Norton-Bailey和Prandtl-Garofalo蠕变模型中的参数。计算结果表明,蠕变应变与时间的（0.2-0.4）次幂成正比,与等效应力的（6.0-7.6）次幂成正比。对于7050和7B04铝合金材料,Prandtl-Garofalo蠕变模型给出了较高的预测精度。对于7075铝合金材料,Norton-Bailey蠕变模型给出了较高的预测精度。铝合金材料蠕变模型预测的应变与实验值基本一致,验证了所提出模型参数反演方法的有效性。

关键词：蠕变应变模型参数反演优化方法 Norton-Bailey蠕变模型 Prandtl-Garofalo蠕变模型

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粗糙表面偏振二向反射特性建模方法研究

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飞行器测控学报 2014年第4期33卷 354-359页

作者：刘卿战永红杨迪曾嫦娥北京跟踪与通信技术研究所北京100094

针对地面目标光学偏振特性预测对基础材质粗糙表面偏振二向反射特性建模的需求,对比分析国内外常用的经验、物理和半经验等3种偏振二向反射分布模型的优缺点及其适用范围,得出半经验模型更适用于地面目标光学偏振特性预测。在此基础上,... 详细信息

针对地面目标光学偏振特性预测对基础材质粗糙表面偏振二向反射特性建模的需求,对比分析国内外常用的经验、物理和半经验等3种偏振二向反射分布模型的优缺点及其适用范围,得出半经验模型更适用于地面目标光学偏振特性预测。在此基础上,研究基于半经验Priest-Gemer模型的参数反演方法,并提出相应的测试方法,设计试验测试验证平台。最后,对模型中的影响因子进行仿真分析,分析结果表明:目标表面偏振二向反射特性与表面纹理特征、复折射率、入射光角度、探测方位角、天顶角等因素相关,且复折射率对目标表面反射率及反射光的偏振度影响较大,粗糙度会影响遮蔽与阻挡效应,使其产生突变效应。

关键词：目标特性偏振二向反射分布模型模型参数反演光学偏振特性光学成像探测

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一种多层油藏井间连通性模型建立方法及系统

一种多层油藏井间连通性模型建立方法及系统

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作者：赵辉曹琳 434023 湖北省荆州市南环路1号

本发明涉及一种多层油藏井间连通性模型建立方法及系统，针对当前连通性模型只能预测产液动态变化、无法分别计算油水两相动态且不能分层进行连通性分析等局限性，建立可模拟油水动态的多层油藏井间连通性模型。模型将油藏系统分层离散... 详细信息

标准号: CN105019894A

本发明涉及一种多层油藏井间连通性模型建立方法及系统，针对当前连通性模型只能预测产液动态变化、无法分别计算油水两相动态且不能分层进行连通性分析等局限性，建立可模拟油水动态的多层油藏井间连通性模型。模型将油藏系统分层离散成一系列的井间连通单元，并以井间连通单元为模拟对象进行物质平衡方程计算，实现压力求解和井间流量计算，结合前缘推进理论建立了井间饱和度追踪计算方法，得出井点处各层的油水产出动态；利用随机扰动近似法和投影梯度法等通过动态拟合建立了模型参数反演方法。能实时的获得分层井间流量分配系数、单井纵向产液和产油劈分系数等信息，更准确的反映油藏平面及纵向的油水流动关系和生产措施变化，指导油田实际生产。

关键词：井间连通性油水连通单元油藏井产液多层分层油藏饱和度流量分配系数模型参数反演模型建立方法物质平衡方程连通性分析投影梯度法动态变化分别计算分层离散计算方法流量计算模拟对象随机扰动油水两相动态的求解产油单井井点拟合劈分前缘一种建立近似产出追踪油田生产计算预测流动准确进行涉及反映指导变化结合推进

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基于计算智能的岩土力学模型参数反演方法及其工程应用

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岩石力学与工程学报 2005年第2期24卷 343-343页

作者：李守巨大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

博士学位论文最优估计的岩土力学模型参数是通过比较现场观测到的信息数据与理论模型得到的模型数据的差异而得到的。通过定义目标函数,将参数识别反问题转化为优化问题处理。基于梯度搜索方法的参数反演方法缺陷在于无法保证搜索到全... 详细信息

博士学位论文最优估计的岩土力学模型参数是通过比较现场观测到的信息数据与理论模型得到的模型数据的差异而得到的。通过定义目标函数,将参数识别反问题转化为优化问题处理。基于梯度搜索方法的参数反演方法缺陷在于无法保证搜索到全局最优解,其主要原因在于观测误差和模型误差的存在。Tihonov(1963)证明,如果正问题(Forward Problem)是线性的,那么,反问题的解存在唯一并且连续地依赖于观测数据(稳定)。关于地下水反问题和热传导反问题以及位移反分析的数值试验发现,当正问题是线性时,如果当不考虑观测数据的观测误差时,反问题的解是唯一的,也就是说,目标函数是凸函数,正如 Tihonov 所指出的那样;但是,当考虑到观测数据的观测误差时,即使正问题是线性的,反问题的目标函数是非凸的,反问题解是不唯一的。观测误差越大,目标函数的局部极小值数目越多。遗传算法是一种基于达尔文“自然选择、适者生存”生物进化思想的全局搜索算法,其致命的缺陷在于早熟(Premature)特性。通过将模拟退火算法嵌入到遗传算法中,建立了一种新的锦标赛选择策略。该选择策略使得在种群进化初期,各个个体被选择的概率基本相等,保证了进化过程中种群的多样性,有效解决遗传算法的早熟问题。而随着种群的进化,模拟退火算法中的?

关键词：反问题唯一线性目标函数凸函数全局最优解连续观测误差观测数据模型参数反演

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大地测量学

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中国学术期刊文摘 2008年第19期14卷 106-108页

LAMBDA方法在CR―InSAR相位解缠中的应用,利用半参数模型求解板块运动参数,用小波分析理论研究采矿速度与矿震的关系,GMDH神经网络算法在变形预测中的应用,基于相位平滑伪距与多普勒数据的GPS动态定位,非线性滤波的非线性强度和估计性... 详细信息

LAMBDA方法在CR―InSAR相位解缠中的应用,利用半参数模型求解板块运动参数,用小波分析理论研究采矿速度与矿震的关系,GMDH神经网络算法在变形预测中的应用,基于相位平滑伪距与多普勒数据的GPS动态定位,非线性滤波的非线性强度和估计性能的度量准则,基于矩阵奇异值分解的断层位错模型参数反演,基于主成分分析的BP神经网络在形变预测中的应用.

关键词：大地测量学 LAMBDA方法 GPS动态定位矩阵奇异值分解小波分析理论神经网络算法模型参数反演 BP神经网络

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联合室内和现场试验确定土体本构模型参数方法研究

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中国水利水电科学研究院学报 2006年第3期4卷 220-225页

作者：刘小生刘启旺王钟宁陈宁中国水利水电科学研究院岩土工程研究所北京100044

提出了联合室内和现场试验综合确定土体本构模型参数的方法。即联合进行室内模拟试验、原位旁压试验和现场大型载荷试验,以E-B模型模拟旁压试验和大型载荷试验过程,采用非线性阻尼最小二乘法和遗传算法最优化理论,依据现场实测旁压试验... 详细信息

提出了联合室内和现场试验综合确定土体本构模型参数的方法。即联合进行室内模拟试验、原位旁压试验和现场大型载荷试验,以E-B模型模拟旁压试验和大型载荷试验过程,采用非线性阻尼最小二乘法和遗传算法最优化理论,依据现场实测旁压试验曲线及大型载荷试验实测土体各点的荷载-位移关系曲线及土体变形分布规律,进行优化反演分析,综合确定土体本构模型参数。从而为考虑土体原位结构性及粒径效应的影响,合理确定覆盖层及大粒径坝料土体的工程力学特性和本构模型参数开辟了新的研究途径。

关键词：室内试验旁压试验大型载荷试验阻尼最小二乘法遗传算法模型参数反演

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面板堆石坝变形计算的一种新型数值方法

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水电自动化与大坝监测 2005年第6期29卷 49-51页

作者：赵之瑾徐连民祁德庆同济大学土木工程学院上海市200092

针对高面板堆石坝对变形控制要求高的问题，利用中井本构关系模型及其稳定、快速收敛的欧拉向后应力积分算法，在局部误差和整体误差都得到精确控制的情况下，用弹塑性有限元方法对面板堆石坝进行有限元分析计算。同时，提出了按设计... 详细信息

针对高面板堆石坝对变形控制要求高的问题，利用中井本构关系模型及其稳定、快速收敛的欧拉向后应力积分算法，在局部误差和整体误差都得到精确控制的情况下，用弹塑性有限元方法对面板堆石坝进行有限元分析计算。同时，提出了按设计阶段和施工阶段分别采用不同的方法确定模型参数，从而使得选取的模型参数尽可能反映工程实际，提高数值计算精度。

关键词：混凝土面板堆石坝弹塑性本构模型数值计算模型参数反演

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