遗传算法在非线性地下水经济管理模型中的应用

通常采用基于梯度的数学规划方法求解地下水管理模型,如线性规划和非线性规划。但对于高度非线性、非凸的优化问题,尤其是涉及到经济或环境的地下水管理模型,传统方法难以有效地寻找全局最优解。本文介绍了一种求解非线性地下水资源管理模型的遗传算法,并以山东羊庄盆地分布参数地下水系统非线性管理模型为例,给出了用遗传算法在求解这类问题的一般步骤。结果表明该方法能快速有效地找到全局最优解。     

三维塑性极限分析下限法原理及应用

介绍了三维塑性极限分析下限法的基本原理。将计算区域离散为有限个三维空间单元,利用极限分析中的下限定理,借助有限元思想建立数学规划模型,并引入非线性规划的数值方法寻求问题的下限解。以均匀土质边坡的极限荷载作为算例,比较了所得数值解与经典塑性力学理论解,论证了该方法的正确性。     

区域地下不,地面水联合利用的非线性规划管理模型及其应用

本文针对我国北方井灌区普遍存在地下水资源不足的问题，以供水总费用最低为目标，研究建立了区域地下水、水面水联合利用的非线性规划管理模型。并将该模型在商丘管理区进行了实际应用，对当地合理开发利用地下水资源和引黄工程规划具有重要的参考价值。     

区域地下水、地面水联合利用的非线性规划管理模型及其应用

本文针对我国北方井灌区普遍存在地下水资源不足的问题,以供水总费用最低为目标,研究建立了区域地下水、地面水联合利用的非线性规划管理模型.并将该模型在商丘管理区进行了实际应用,对当地合理开发利用地下水资源和引黄工程规划具有重要的参考价值.     

初始群体飘移遗传算法用于解混和整数非线性规划问题

目前对混合整数非线性规划问题做的工作甚少，这里在研究了混舍整数非线性规划和遗传算法各自特点的基础上，提出初始群体飘移思想和变尺度整型细密网格技术，构造了一种求解混合整数非线性规划的新的遗传算法～初始群体飘移遗传算法。经理论分析和数值试验表明：该算法对大范围、多峰、非光滑非线性规划问题有较好的全局求解能力，在解的精度、稳定性和收敛速度方面均优于一般的算法。     

基于非线性破坏准则的临坡地基承载力上限分析

临坡地基承载能力的确定分析已成为地基设计理论中一个重要研究课题。针对现有地基承载力分析方法大多基于线性Mohr-Coulomb破坏准则。考虑岩土材料破坏的非线性特性,采用非线性破坏准则和多切线法,引入极限分析上限理论,根据临坡条形基础地基破坏模式的非对称性特点,构建出临坡条形基础地基单侧刚性多滑块破坏模型及相应运动允许速度场。在此基础上,利用序列二次规划非线性优化算法,建立临坡条形基础地基极限承载力的确定方法。最后,通过工程实例计算,并与已有研究方法计算结果进行对比分析。结果表明,非线性参数对临坡地基承载力有着重要影响,采用多切线法处理非线性材料强度准则问题理论上更严密,上限解更优,验证了该方法的可行性与合理性。     

遗传规划在岩石力学中的应用

本文探讨了遗传规划这一新的优化方法在岩石力学参数确定中的应用。由于影响岩石力学性能的各因素之间关系不明确,而遗传规划特别适用于各影响因素之间因果关系不明确的复杂非线性问题。它为预测岩石力学性能提供了一条新的技术途径。通过例子,说明该方法的实用性。     

基于非线性规划的有限元塑性极限分析下限法研究

在分析Sloan建立的有限元塑性极限分析线性规划数学模型存在的局限性基础上,提出了基于非线性规划的有限元塑性极限分析下限法数学模型。采用非线性屈服条件构建了下限法静力容许应力场,建立了求解超载系数、强度储备系数的下限法数学模型,并提出了针对塑性极限分析非线性规划数学模型的求解策略;最后对一个经典算例进行了深入分析,验证了方法的正确性。     

利用初至时距进行相位改正的波动方程析射线法

我们利用初至时距改正非线性波动方程反演方法中的相位畸变问题，从而改善了大变量速度层析射线重精度，并帮助解决了波动方程反演的不适当问题，当速度分布变化较大时，普通的非线性波动方程反演严重不适定，对于这样严重的非线性问题，不能获得正确的反结果。     

美丽乡村建设背景下村土地利用规划编制技术探索——以浙江省为例

美丽乡村建设的现实需求催生了村土地利用规划。但在我国土地利用规划体系中,村土地利用规划还是新生事物,编制经验不足,技术方法不成熟。为有效引导美丽乡村建设有序开展,浙江省率先开展了村土地利用规划编制技术试点,着重在规划编制的数据基础、调查方法、空间布局、需求驱动、地方特色、公众参与和协调衔接等方面进行了有益尝试,并结合实际对不同比例尺数据衔接、规划法律定位和编制主体和审批权限等问题进行了探讨。     

基于模糊遗传算法的边坡稳定性分析

针对传统遗传算法存在收敛速度和早熟问题的现象,将模糊控制理论与遗传算法相结合,提出了基于模糊遗传算法的边坡稳定性分析方法.工程实例计算表明,本文方法不仅能克服传统方法容易陷入局部最小值的缺点,而且较SGA(简单遗传算法)有更高的搜索效率.     

Evaluating the performance of an explicit dynamic relaxation technique in analyzing non-linear geotechnical engineering problems

Explicit dynamic relaxation is an efficient tool that has been used to solve problems involving highly non-linear differential equations. The key feature of this method is the ability to use explicit dynamic algorithms in solving static problems. Few attempts have been made to date to apply this technique in conventional geotechnical engineering. In this study, an algorithm that incorporates the application of a stiffness dependent time step scheme is proposed. The algorithm has been successfully used to solve 2D and 3D non-linear geotechnical engineering problems. To calibrate the developed algorithm, numerical simulations have been conducted for a strip and square footings supported by Mohr–Coulomb material. Performance of four different types of brick elements used in collapse load calculation is examined in terms of convergence speed and accuracy. In addition, the role of employing adaptive time steps in reducing the number of iterations needed for convergence is also evaluated.     

混合遗传算法在大地电磁一维反演中的应用

遗传算法是近些年来产生和发展的一种模拟生物进化过程的自适应启发式全局优化的搜索算法。它不完全依赖于初始猜测,且具有全局收敛的特点,可以被用来解决各种复杂的实际问题,如工程优化设计,人工智能和决策系统,以及地球物理反演等。尽管遗传算法是一种效率很高的全局优化算法,但许多仿真结果表明,它具有计算时间长,局部搜索能力弱的缺点。而共轭梯度法属于非启发式全局优化搜索方法,收敛速度快,但容易陷入局部极值,且严重依赖初始猜测。根据遗传算法和共轭梯度法的特点,这里提出了一种混合遗传算法,用来进行地球物理反演。该算法既具有遗传算法的全局收敛性,又有共轭梯度法的快速收敛性,经实际应用,取得了良好的效果。     

Frictionless contact formulation for dynamic analysis of nonlinear saturated porous media based on the mortar method

A finite element algorithm for frictionless contact problems in a two‐phase saturated porous medium, considering finite deformation and inertia effects, has been formulated and implemented in a finite element programme. The mechanical behaviour of the saturated porous medium is predicted using mixture theory, which models the dynamic advection of fluids through a fully saturated porous solid matrix. The resulting mixed formulation predicts all field variables including the solid displacement, pore fluid pressure and Darcy velocity of the pore fluid. The contact constraints arising from the requirement for continuity of the contact traction, as well as the fluid flow across the contact interface, are enforced using a penalty approach that is regularised with an augmented Lagrangian method. The contact formulation is based on a mortar segment‐to‐segment scheme that allows the interpolation functions of the contact elements to be of order N. The main thrust of this paper is therefore how to deal with contact interfaces in problems that involve both dynamics and consolidation and possibly large deformations of porous media. The numerical algorithm is first verified using several illustrative examples. This algorithm is then employed to solve a pipe‐seabed interaction problem, involving large deformations and dynamic effects, and the results of the analysis are also compared with those obtained using a node‐to‐segment contact algorithm. The results of this study indicate that the proposed method is able to solve the highly nonlinear problem of dynamic soil–structure interaction when coupled with pore water pressures and Darcy velocity. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Applicability of the ACE algorithm for multiple regression in hydrogeology

This paper introduces the alternating conditional expectation (ACE) algorithm of Breiman and Friedman (J Am Stat Assoc 80:580–619, 1985) for estimating the transformations of a response and a set of predictor variables in multiple regression problems in hydrogeology. The proposed nonparametric approach can be applied easily for estimating the optimal transformations of different hydrogeological data to obtain maximum correlation between observed variables. The approach does not require a priori assumptions of a functional form, and the optimal transformations are derived solely based on the data set. The advantages and applicability of this new approach to solve different multiple regression problems in hydrogeology or in Earth Sciences are illustrated by means of theoretical investigations and case studies. It is demonstrated that the ACE method has certain advantages in some fitting problems of hydrogeology over the traditional multiple regression. Based on our knowledge, this is the first application of the ACE algorithm to analyze and interpret groundwater data.     

磁性下界面的正则化反演方法

根据磁异常反演磁性介质下界面,属于非线性问题,一般很难直接求解.本文采用将非线性问题线性化措施,建立起线性离散磁模型,然后应用线性规划的正则算法,设计了迭代求解方案.该方法不要求已知界面起伏的平均深度,只要求假定界面是连续的及磁性沿横向变化.算法便于对解施行物理约束,具有收敛快,精度高的特点.     

基于支持向量机分类算法的湖泊水质评价研究

支持向量机（SVM）是由Vapnik等人提出的建立在统计学习理论基础上的一种小样本机器学习方法,最初用于解决二分类问题。由于使用结构风险最小化原则代替经验风险最小化原则,使它较好地解决了小样本情况下的学习问题。又由于采用了核函数思想,使它将非线性问题转化为线性问题来解决,降低了算法的复杂度。利用支持向量机多类分类算法,构建湖泊水环境评价模型。实验结果表明,该方法能够正确地对湖泊水环境质量进行分类评价。     

基于L1范数的波阻抗反演

提出了一种新的波阻抗反演方法,首先根据地下反射系数序列是一个稀疏脉冲序列这一假设,将地震波阻抗反演中的目标函数表示为L1范数约束下的L1范数优化问题,并将L1范数用一个平滑函数来近似,从而使得目标函数函数可微。然后将L1范数约束下的基追踪问题转化为无约束最优化问题,并利用基于导数的局部优化方法求解无约束优化问题,求得反射系数,进而计算得到波阻抗。模型和实际资料计算结果均表明该方法可行。     

三维N-S方程混合有限分析多重网格方法

提出了一种求解三维定常不可压N-S方程的混合有限分析多重网格方法(HFA-FMG).以三维方腔流动作为算例,计算表明提出的数值格式能极大地节省计算工作量且稳定有效.三维方腔流动的模拟成果较好地表现方腔内复杂的流动特征并和其他成果吻合.