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。     

考虑时效的高填石路堤工后沉降有限元及反馈分析研究

把填石体作为粘弹性介质,提出采用三参数本构模型来描述填石体的蠕变特性,在此基础上引入遗传算法与有限元分析,建立了填石体三参数本构模型参数确定的优化反演方法,结合某高填石路堤得实测工后沉降数据进行参数反演,并利用反演参数对类似断面进行工后沉降分析,结果表明,本文建立的填石路堤工后沉降计算方法能准确的预测工后沉降,参数便于求取,为寻求合理的路面铺筑时间和制定施工控制条件提供依据。     

浅埋大跨小净距隧道断面形态及合理间距的优化研究

对于大跨度小净距隧道而言,合理扁平率及双洞间距的设计对于节约成本,提高隧道线型规划具有至关重要的作用,因此,优化大跨度小净距隧道的扁平率及其间距是隧道设计施工面临的关键问题。利用大型有限元分析软件ABAQUS的标准设计语言Python编程,对某拟建大跨度小净距隧道不同扁平率及其间距进行参数化设计;采用精确罚函数法以及Nelder-Mead优化算法相结合的有限元优化分析计算程序,以隧道开挖面积、围岩塑性区、地表沉降和拱顶下沉等作为优化目标值,对建立的参数化模型进行计算,提出依托工程条件下扁平率及间距的最优组合。研究方法和成果对推动大断面小净距隧道的发展和应用具有重要的现实意义。     

基于遗传算法的土性参数估计

在土工问题的研究和分析中，土性参数的合理估计非常重要，根据工程中实测值反演土性参数不失为一种有效会计参数的新思路，文章采用遗传算法并结合Biot固结有限元数值法对一假设路堤的双层地基的一些主要土性参数进行反演，结果显示误差很小，收敛速度也很快，说明遗传算法这种新型的优化算法在土性参数优化估计中具有精度高、反演快的优越性，克服了传统优化方法一些缺点，因此值得在岩土工程领域参数优化中推广。     

边坡稳定性分析及治理设计软件Slide CAD的开发

以软件易用性为指导,系统阐述了Slide CAD的设计开发思路和主要功能。该软件以交互式输入为主,包括前处理,求解器,后处理3大模块。提供一系列滑面计算方法与搜索算法。同时为边坡治理提供对悬臂,锚索,“人”字型抗滑桩等优化设计计算。     

频率域航空电磁资料Occam反演研究

通过对频率域航空电磁测量常用装置类型电磁响应分析和Occam反演方法介绍,成功地将Occam思想运用到频率域航空电磁资料的反演解释工作中.Occam反演是一种正则化的反演方法,它在追求模拟数据与原始测量曲线最大拟合的同时,要求模型数据最平滑或最圆滑,因而受初始模型影响小,能够达到稳定收敛.经过对理论模型和实测数据试算表明,该方法运算稳定,收敛速度快,是一种有效的航空电磁数据处理解释方法.     

大型抽水试验最优化设计研究

抽水试验最优化设计,是指针对一个具体的地下水系统优选出一个抽水试验设计,它使抽水试验的费用最小化,而试验所获资料能满足识别参数所要求的可靠性,它可以概化为一个非线性的混合整数规划问题,其决策变量是确定抽水井和观测井的位置及井数、抽水量和观测频率等,采用搜索算法求解了这一优化问题,得到了理论最优解,并进行了实例演算。     

An iterative pressure‐stabilized fractional step algorithm in saturated soil dynamics

This paper presents an iterative, incremental pressure‐stabilized fractional step algorithm for coupled hydro‐mechanical problems with mixed formulations of the displacement–pressure ( u –p) model in saturated soil dynamics that allows the use of finite elements with equal low order of interpolation approximation of u and p. In comparison with the original fractional step algorithm, the distinct features of the proposed algorithm lie in its enhanced stability owing to the introduction of both an iteration procedure and a finite increment calculus (FIC) process into the algorithm. The introduction of the iterative procedure makes the velocity term satisfy the momentum conservation equation in an implicit sense and allows much larger time step sizes to be used than those limited in existing explicit and semi‐implicit versions of the algorithm. The introduction of the FIC process removes the dependence of the stability of the proposed algorithm on the time step size, as a result it allows to using the incremental version of the algorithm and evades the minimum time step size requirement presented in the existing versions of the fractional step algorithm that restricts the application of the algorithm to saturated soil dynamics problems with high frequencies. Numerical experiments demonstrate the effectiveness and improved performance of the proposed iterative pressure‐stabilized fractional step algorithm. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

Optimization of reinforced soil embankments by genetic algorithm

A Genetic Algorithm (GA) is described, which produces solutions to the cost optimization problem of reinforcement layout for reinforced soil slopes. These solutions incorporate different types of reinforcement within a single slope. The GA described is implemented with the aim of optimizing the cost of materials for the preliminary layout of reinforced soil embankments. The slope design method chosen is the U.K. Department of Transport HA 68/94 ‘Design Methods for the Reinforcement of Highway Slopes by Reinforced Soil and Soil Nailing Techniques’. The results confirm that there is a role for the GA in optimization of reinforced soil design. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种求气井二项式方程系数的新方法

针对开发早期气田缺乏产能试井资料的实际情况，由于无法用传统的压力降法计算产能方程，故而基于最优化算法，提出了一种利用稳定生产数据和井控储量求取气井产能方程系数的新方法。在只知道稳定生产数据情况下便可进行计算分析。该方法在气田进行了实际应用，并和实际资料以及传统试凑法计算的结果进行了比较，表明方法的计算结果较为可靠。