改进模型的层析成像算法

井间地震层析成像技术能够提供钻孔之间地质体的高分辨图像.LTI法与SIRT法相结合是目前使用较广的一种层析成像算法,在此基础上考虑到一个较好的初始模型能提高算法的准确性及效率性,以及在SIRT算法当中如何分配残差能使反演的结果更好,提出了改进模型的层析成像算法.此方法基于LTI法进行射线追踪得到每个接收点在初始模型上的理论走时后,就利用这个理论走时与实际拾取走时的差值以及射线追踪所得到的射线路径,对初始模型进行修正.通过数值模拟实验发现,该算法的效果较原始算法有一定的提高.     

多体模型磁异常反演的总结

在一个磁化区域之上的观测面的高度基本上确定了能够从磁测数据中获得的最小非均匀性磁化强度极限的大小。当一个矩形块的尺寸小于非均匀磁化强度的极限范围.那么这矩形块在所观测的磁场中显示均匀磁化,这样考虑问题导致要选择一个均匀磁化,大小适当的单位矩形块。因此,在观测区域内产生磁异常值的磁化区可以分成数个具有不同磁化强度的矩形块,每一个块的大小相等并且均匀磁化。这里所描述的迭代法初始假定:异常值是由一个磁化矩形块的三维分布所引起;然后确定这些方块相对于地理北的最佳方向。这个方向对于调节方块的大小特别不灵敏。调节一层或多层方块的每一个顶面和底面.用最小二乘法使得测量和计算场值间差值最小。为了控制每一个矩形块磁化强度矢量在地磁场矢量的正常方向或反方向的特定的一个角度之内.也描述了一种方法,数据分析的这种方法也可以运用于覆盖地面上的异常分析。在迭代的最终.所形成的磁化强度三维分布描绘了引起观测异常的磁性区域。所提供的包括模型和航磁数据的例子说明综合的多体模型在磁异常反演中的有效性。     

陆地生态系统植被生产力遥感模型研究进展

陆地生态系统植被生产力一直是全球变化领域内的研究热点,对其模拟的准确与否直接决定了后续碳循环要素的模拟精度,也关系到能否准确评估陆地生态系统对人类社会可持续发展的支持能力。遥感数据因其能够提供时空连续的植被变化信息,在区域植被生产力的模拟中扮演了不可替代的角色。目前遥感模型可以分为统计模型和过程模型2类。前者主要基于植被指数等与观测值的统计关系,从最初的线性关系发展到利用回归树等多变量的统计模型。后者则是基于光能利用率原理,借助于遥感数据的时空连续性实现对区域和全球植被生产力的准确评估。然而,这些模型在计算植物冠层吸收的光合有效辐射比例、环境对最大光能利用率的限制等诸多方面存在显著的差异,对于一些关键的生态系统过程描述不完善,总体而言模拟能力仍然有待提高。此外,遥感数据也被广泛地应用于动态植被模型的发展和应用中,为模拟提供植被类型、叶面积指数等关键的输入数据。后续的研究应该进一步改进模型公式,发展集合预估算法,并应考虑由于输入数据和参数的不确定性而导致的区域模拟误差,以提高对区域植被生产力的模拟精度。     

矩形顶管机在长距离及弯曲顶管施工中的应用

矩形断面管道具有空间利用率高的特点。在本工程中,采用泥水平衡顶管技术施工,证实了矩形顶管机在长距离及弯曲顶管施工中的各方面适用性,相信今后矩形顶管机会有广阔的发展前景。     

多重网格区域分裂分布式计算

对分布式多重网格计算进行了研究.其顺序算法描述的是非递归形式, 算法并行化是基于区域分裂实现的.网状拓扑结构组织在多处理机上, 并行算法映射到多进程上, 在一定程度上显著提高并行化速度和并行化效率      

考虑注浆作用的矩形顶管竖向土压力计算模型

针对矩形顶管上竖向土压力计算模型研究较少的现状,借助Terzaghi土压力计算理论,结合矩形顶管工程特点建立了考虑注浆作用的矩形顶管竖向土压力计算模型,提出了改进的竖向土压力计算公式;依托苏州某矩形顶管工程中竖向土压力实时监测数据,探究了其变化规律并验证了该计算公式的准确性.研究结果表明:土体中的剪切带从管道外壁两侧产...     

用改进的时间差分有限分析法模拟地下水非稳定井流方程

提出了一种改进的时间差分有限分析算法,它能够避免在求解水头剧烈变化时用一般有限分析法计算精度较差的缺陷.算法的稳定性好.     

西藏区域水资源开发利用探讨

西藏自治区具有水资源、生态区位优势,淡水资源丰富,水资源蕴藏量占全国总量的首位,水资源开发利用主要以湖泊淡水资源为主,开发利用程度弱,通过对区域冰川水资源等可再生资源的分析,提出提高水资源利用率、改进管理用水体制及加大水资源对生产力布局影响等措施,实现西藏水资源长远规划利用,提高水资源区域合理配置。     

基于ABC法下改进SVR模型的南疆冰川河流年径流预测

为提高传统SVR模型的求解精度和收敛速度,对其循环求解过程利用人工蜂群算法的自适应度因子优化改进,并以新疆冰川河流为例,验证改进SVR模型的可行性与预测精度。结果显示:改进的SVR模型在AIC计算准则下获得的计算值能够达到最小,相对于传统模型其参数结果更加合理;在南疆冰川河流年径流预测过程中改进的模型可提高年相关系数0. 26,降低预测误差均值17. 2%,能够明显提高年径流预测精度;对于冰川河流未来年径流预测建立的自回归方程具有较强的适用性与科学性,为南疆地区其他类似河流的径流预测和水文变化规律分析提供参考。     

前馈逆传播算法优化及其在岩土工程中的应用

研究并分析了对BP网络收敛性能有重要影响的非线性系数的取值方法及规律,并给出了在岩土工程问题中的应用实例.利用该方法,提高了BP网络在具体工程应用中的实用性.实践证明按照此规律及方法对BP网络的收敛算法进行改进,能够明显提高网络的收敛速度及收敛精度.     

基于多因素椭圆堆叠的岩土细观建模方法

天然岩土体具有复杂的细观结构和组成特征,现有细观建模方法难以解决任意粒径、长短轴比、倾角以及平面分布特征的多因素岩土体细观建模问题。为此基于椭圆的4段圆弧等效,结合改进的分组波前堆叠法,实现了任意粒径、长短轴比、倾角以及平面分布的快速高体积率椭圆堆叠,并以此建立了与堆叠椭圆粒径、长短轴比、倾角以及平面分布一致的凸多边形结构。与现有的椭圆堆叠ALA法和圆盘堆叠ODR方法相比,提出的方法具有更高的椭圆堆叠体积率和堆叠效率,MATLAB环境下椭圆堆叠效率为500～600个/s。与现有仅能考虑颗粒粒径分布的岩土细观建模GBM法相比,提出的方法可以同时考虑颗粒的粒径、长轴、倾角,以及平面分布4个因素,快速生成任意粒径、长短轴比、倾角以及平面分布的颗粒堆积,并建立与椭圆分布一致的岩石细观结构。通过两个岩土体细观建模案例分析表明,所提方法可以提高岩土体模型的细观建模精度与生成效率。     

An improved specimen generation method for DEM based on local Delaunay tessellation and distance function

Discretizing a domain of interest into a set of particles for discrete element simulation is the first step to generate a specimen. An improved algorithm, the Seed Expansion Method (SEM), is proposed in this work. A seed is first generated inside a given domain. Then, the domain is filled by the seed expansion based on a local Delaunay tessellation and a distance function. An optional operation, refilling, is suggested to further improve the packing density after the completion of SEM. Polydisperse dense packing can be generated by the proposed method for an arbitrarily shaped domain in both 2D and 3D. A specimen can be obtained that approximately conforms to a specified size distribution and packing density. Multiple subdomains of a domain can be filled by packings with different densities and size distributions. A specimen with higher density can be obtained by comparing it with the existing methods. Mathematically, the features of the method include both simplicity and high efficiency. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

A PACKING GENERATION SCHEME FOR THE GRANULAR ASSEMBLIES WITH PLANAR ELLIPTICAL PARTICLES

In this paper, a new generator algorithm and a computer program PG2D is introduced for 2D numerical simulation of packing configuration in a granular material composed of elliptical particles of different a/b aspect ratios. Each elliptical particle is approximated by four connected arcs. The centre co-ordinates and radius of each arc and co-ordinates of connecting points can be determined from the formulae derived by entering the major axis length, 2a, and the eccentricity. The domain to be filled with particles can be a polygon of any shape. Given the size of the packing domain, geometrical information and numbers of particles to be generated, the packing location of each particle and the co-ordinates of contact points along with contact normal rose diagram can be generated as outputs. Simulation results show that this new algorithm can provide quite a reasonable packing model in accordance with the initial input required for the analysis of the mechanics of granular material. This generation scheme has the potential to cover packing generation and behaviour analysis of 3D sphere or ellipsoidal shaped granular materials. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

基于改进遗传算法的Holt-Winters模型在采空沉陷预测中的应用

针对遗传算法存在的缺陷,提出了用小生境方法改进遗传算法。为了提高采空沉陷预测精度,借助Holt-Winters模型的预测功能,应用改进遗传算法求解和优化Holt-Winters模型组合参数,形成了改进遗传算法-Holt-Winters模型组合算法。将组合算法应用于长平高速公路采空区路段沉陷预测,计算表明：改进遗传算法弥补了传统遗传算法易早熟、局部寻优能力弱的缺陷;改进遗传算法-Holt-Winters模型组合算法克服了按梯度试算法搜索质量差和精度不高的缺点,输出稳定性好,预测结果相对误差在2%以内,预测精度显著提高;在采空沉陷中长期预测的相对误差小于0.79%,该算法可用于中长期采空沉陷预测。     

A packing generation scheme for the granular assemblies with 3D ellipsoidal particles

This paper introduces a new generator algorithm and computer program for 3-D numerical simulation of packing configuration in a granular assemblies composed of ellipsoidal particles of different a/b aspect ratios. Each ellipsoidal particle is approximated by the revolution of an ellipse, formed by four connected arcs, about the major axis passing through its centroid. The centroid co-ordinates, major axis direction and lengths of the major and minor axes are the essential data for the packing generation and associated contact detection. The domain to be filled with particles can be a polyhedron of any shape. The packing program was coded based on a newly proposed scheme which obeys the no interpenetration kinematics of solid bodies. New contact detection algorithms for any two ellipsoids in the packing space were developed. Though simple, these algorithms effectively determine the contact condition and contact point without solving the simultaneous equations of the two ellipsoidal surfaces. Each particle's packing location, contact-point co-ordinates, and three-dimensional graphs can be created using the packing domain given boundaries, along with numbers, and geometrical information of particles to be generated. Simulation results show that this new algorithm provides an effective packing model as a required initial input for analysing the mechanics of granular material. This generation scheme potentially can explore the complex 3-D behaviours of material composed of discrete particles. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

Evaluating trophic status and restoration procedures of a polluted lake,Lake Kastoria,Greece

Lake Kastoria is a shallow lake with many anthropogenic activities concentrated in its catchment area. Surficial runoff rich in agricultural waste and underground seepage from urban and rural areas enrich the lake with nutrients intensifying the eutrophication problem of the water.Restoration techniques, with different approach, each one are proposed to restore the lake water. Treatment with alum is very effective but needs special care during the application. Reeds harvesting is an inexpensive and effective way and in combination with the city sewage redirection will improve the water quality and the trophic status of the lake sufficiently.     

嵌套叉树网格的FDS数值模式在近海水域污染混合区计算中的应用

鉴于海域覆盖面积大而污水排放形成混合区相对集中的特点,基于四叉树网格布设的思想,分层次对不同研究区域按不同尺度网格对近海水域进行嵌套网格联合布置,重点模拟污水排放形成的混合区范围,在此基础上建立了Godunov型通量差分裂(FDS)格式有限体积法计算模式,实现了在不同尺寸的网格联立求解,提高了数值计算效率,又保证了计算精度.以海州湾近海水域为例,对海州湾近海水域流场及污染物混合区的范围进行了模拟计算,由此建立了排污量与混合区面积之间的响应关系,为环境管理部门对入海排污量的总量控制提供了依据.     

基于差分进化算法的微震定位

针对传统基于走时微震定位方法存在的定位精度依赖于走时精度问题,提出了改进定位目标函数的差分进化微震定位方法。基于传统微震P波走时定位方法,在定位目标函数中加入了误差加权系数,通过降低初至拾取精度低的微震信号道对定位误差的影响,减弱了初至拾取精度对微震定位的影响;利用差分进化算法,通过种群初始化、变异、交叉和选择等操作,求解改进的微震定位目标函数,实现微震定位;对模型数据和实测数据进行试处理,结果表明:改进的目标函数能明显降低误差较大分量对总误差的贡献;提出的改进定位目标函数的差分进化微震定位方法,在部分微震信号道走时拾取误差较大甚至错误的情况下,能很大程度减弱拾取误差对定位精度的影响,可以获得较好的定位结果。      

膨胀土裂隙图像处理及特征提取方法的改进

裂隙特征作为膨胀土裂隙研究的基础,其定量化描述有助于进一步研究裂隙对膨胀土工程性质的影响。以膨胀土平面裂隙为研究对象,使用数码摄影获取膨胀土裂隙图像,通过优化和改进裂隙图像处理方法及裂隙特征提取方法,获得膨胀土裂隙的各特征参数。对于裂隙图像处理方法,采用改进的局部阈值二值化方法,相比大津法能更好地将裂隙和背景区分开来,而通过标记连通区域的方法有效去除了裂隙二值图像中全局分布的细小杂点,同时,利用闭运算填充了裂隙图像中细小的孔洞和缺口,上述处理方法使裂隙二值图像更清晰可靠。对于裂隙特征提取方法,基于对裂隙端点和交点的快捷识别能力,选择了查找表方法作为裂隙条数统计的基础;改进了端点识别算法以去除毛刺,提高了裂隙长度统计的精度;采用改进的最小外接矩形算法进行裂隙宽度的统计,提高了计算精度,节省了计算时间;尝试采用玫瑰花图进行裂隙方向统计,更直观明了地分析裂隙方向及条数的变化规律。