智能优化算法在结构损伤识别中的应用

利用智能优化算法进行结构的损伤识别是近年来的研究热点,其基本思路是将实测数据和数值模型的输出定义为结构参数的目标函数,通过搜索目标函数的最小值来得到结构参数,并根据这些参数在损伤前后的变化情况来识别损伤.目标函数可以有多种定义方式,智能优化算法也有多种算法可以选择,为了得到最佳的计算效果,利用4种目标函数和3种智能优化算法进行了损伤识别的数值模拟.计算结果表明,由加速度时程响应定义的目标函数与差分进化算法相结合具有很好的识别精度和抗噪能力.     

改进蜂群算法及其在面波频散曲线反演中的应用

应用改进蜂群算法反演面波频散曲线以获得近地表横波速度剖面.蜂群算法属于群智能算法中的一种,灵感来源于蜜蜂群体特定的觅食行为,在该算法的基础上结合粒子群算法中的全局最优解引导思想,同时引入遗传算法中交叉运算操作,即采用基于交叉操作的全局人工蜂群算法对面波频散曲线进行反演研究.改进蜂群算法在继承传统算法精于探索特性的同时,针对其疏于开发的缺陷着重加强了算法对全局的探索能力.使用理论和实测瑞雷波数据,本文研究了改进蜂群算法在推导近地表横波速度分布的有效性和适用性.在反演中,目标函数的收敛性好,改进算法在迭代的过程中能够快速收敛到全局最优;模型参数的概率分布高,即在寻找到全局最优解的同时,能够确保解中每个参数同时达到最优,保证了反演的结果可靠度,使其能有效地应用于瑞雷波频散曲线的反演和解释中.

     

粒子群算法在主震断层面参数估计中的应用

提出了利用粒子群全局优化算法,由余震震源参数确定主震断层面的方法,从而克服了常见的Gauss-Newton法对初值的敏感性.同时,讨论了l1和l2范数准则对参数估计的影响.将该方法用于2003年7月21日云南大姚6.2级地震断层面参数估计,取得了较好的结果.     

网格嵌套技术在模拟海底沙波运移中的应用Ⅰ——超高分辨率海洋三维流场模拟

本文采用POM(Princeton Ocean Model)模式,结合多波束测量得到的高分辨率地形数据,通过网格嵌套分级计算,得到了南海北部琼西南海域近40km2研究区内的水平网格分辨率达200 m的海底流场.通过数值试验,确定了内嵌模型的最佳侧面开边界条件.计算结果表明,本文所提出超高水平分辨率嵌套模式能够模拟复杂海...     

一种全局优化的隐式交错网格有限差分算法及其在弹性波数值模拟中的应用

在数值模拟中,隐式有限差分具有较高的精度和稳定性.然而,传统隐式有限差分算法大多由于需要求解大型矩阵方程而存在计算效率偏低的局限性.本文针对一阶速度-应力弹性波方程,构建了一种优化隐式交错网格有限差分格式,然后将改进格式由时间-空间域转换为时间-波数域,利用二范数原理建立目标函数,再利用模拟退火法求取优化系数.通过对均匀模型以及复杂介质模型进行一阶速度-应力弹性波方程数值模拟所得单炮记录、波场快照分析表明:这种优化隐式交错网格差分算法与传统的几种显式和隐式交错网格有限差分算法相比不但降低了计算量,而且能有效的压制网格频散,使弹性波数值模拟的精度得到有效的提高.     

一种改进的全局优化算法及其在面波频散曲线反演中的应用

建议一种SA和GA相结合的策略,较好地解决了GA收敛早熟及SA搜索效率较低的问题,提高了全局优化计算效率;在应用其依据面波频散曲线反演工程场地剪切波速时,利用简化剥层法提供较小的模型空间,取得了较好的反演效果.     

The concept of effective length in hillslopes: assessing the influence of climate and topography on the contributing areas of catchments

This paper introduces a concept of ‘effective length’ in hillslopes to define the effective area influencing the runoff‐producing saturated zones of a hillslope or catchment. This effective area of a catchment usually is less than that given by its physical boundaries, particularly in regions where the total potential evaporation exceeds total rainfall on an annual basis. In this paper, expressions for effective lengths in hillslopes with different scale, shape and soil properties are derived for given climatic conditions. The influence of these variables on effective length is investigated. It is shown that, for a given rainfall frequency and soil parameters, the effective length changes with the planform geometry and profile shape of a hillslope; it is also a function of the ratio of available travel opportunity time to the hillslope's scale response time. The application of the concept to three natural catchments, subdivided into a number of simple hillslopes, is described. It is shown that, for these three test catchments and over 24 years of record, rarely would the entire catchment areas contribute to flow at the respective outlets. The implications of the concept of effective length for several land‐use practices, such as clearing for forest for greater water yield, and planting trees for salinity control, are discussed. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

最大熵原理在地震时间间隔和震级分布中的应用

基于最大熵原理,得到地震时间间隔和地震震级的概率分布函数。根据时间间隔分布,得到地震发震概率,当概率上升达到警界值时,可对云南5级以上中强地震做出预测。6个月以内中短期预测对应率为91％;3个月以内,短临期预测对应率为73％。根据震级分布,得到用最大熵原理求出的地震理论发生次数,理论发震次数与实际较为接近。用最大熵原理求出了云南不同地区不同震级档次5级以上中强地震的复发周期。分析认为,云南7级以上大震危险性在逐步逼近,西部危险性高于东部。     

The Grandori model: Anisotropic formulation and its application in the plotting of seismic hazard maps

The seismic hazard for the Calabro-Sicilian area is evaluated using an anisotropic formulation of the Grandori attenuation law. For each macroseismic field two main directions are identified: minimum and maximum attenuation of the macroseismic intensity. The results of the investigation show that the anisotropic formulation improves the compatibility level of the model (with respect to the isotropic one) with the intensities observed and produces probabilistic expected intensities which compare favourably with the values of seismic history in the investigated area when the zonation defined by the Messina University research group was used.     

有限区域分解分析方法在2006年一次东北冷涡暴雨分析中的应用

2006年7月19—24日,东北地区出现一次明显的冷涡发展导致强降水的过程.对这次东北冷涡过程的天气形势分析表明,该东北冷涡的维持和发展与冷涡东部阻塞高压的建立与消亡有关.本文根据500 hPa环流形势演变特征,将东北冷涡发生发展过程分为4个阶段,并借助调和-余弦谱展开方法,对东北冷涡各阶段850 hPa水平风和水汽通量进行无辐散和无旋转分量分解,分析各阶段无旋转风动能和无辐散风动能之间的能量转化.研究结果表明,分解得到的无辐散风及其水汽通量清楚地展现出了东北冷涡的大尺度环流和水汽输送通道及水汽来源,而从无旋转风及其水汽通量上则可以直观地看到冷涡低层的中小尺度风场及水汽辐合辐散区,为分析东北冷涡内部对流提供帮助.东北冷涡发展的不同阶段其水汽来源有所不同,初始阶段的水汽主要来自黄海和渤海地区,发展阶段水汽主要来自日本海,而到成熟阶段和减弱阶段,水汽输送通道被破坏,冷涡的水汽供应大大减少,与同时期暴雨减弱一致.同时,无旋转风辐合强值区和无旋转风水汽通量大值区的重合区域有利于强对流的发生发展,表现为重合区与TBB(Temperature of Black Body,黑体辐射温度)强对流云带的形状和位置对应良好,与降水落区也较为一致,可为预报东北冷涡引发的强降水落区这一预报难点问题提供参考.从动能转化上看,无旋转风和无辐散风的动能转化项能很好地反映东北冷涡整个生命史过程中各阶段强度的变化特点,对冷涡强度预报具有一定的指示意义.