Adaptation of real earthquake records for their reproduction by a shaking table with limited stroke

Shaking tables with moving platforms are widely used in laboratory testing of structural models and full-sized devices. In most cases, the platform’s movement should reproduce real ground acceleration records. However, the stroke of the platform, required for reproduction of real records, is usually rather large. This limitation does not allow an accurate realization of the ground motion by the shaking table. Commonly, in order to overcome this problem, original records are modified, which causes a signific...     

考虑颗粒破碎的粗粒土剪胀性统一本构模型

粗粒土作为无黏性散粒状材料具有状态依赖特性,土体的剪切特性受密度和应力水平影响。易破碎是粗粒土的另一个特点,颗粒破碎影响粗粒土的剪胀、内摩擦角、峰值强度和渗透系数。为了能够准确地描述粗粒土的应力-应变关系,采用初始状态参量描述粗粒土的内部状态,根据三轴试验数据建立考虑颗粒破碎耗能的应力-应变关系,采用相关联流动法则推导考虑颗粒破碎的粗粒土剪胀性“统一本构模型”,并建立初始状态参量与模型参数之间的关系。所建立的统一本构模型既考虑了颗粒破碎对剪胀、内摩擦角的影响,又考虑了剪切特性对土体初始状态的依赖。采用变异粒子群算法拟合试验曲线,确定模型参数。模型计算结果能够很好地拟合试验曲线。采用同一组参数对假定的初始状态进行模拟计算,计算结果表明,模型能够模拟不同初始密度和应力水平下粗粒土变形的一般规律。     

基于多目标遗传算法的巨型水库群发电优化调度

低碳时代,水电作为清洁可再生能源,节能发电调度为梯级水电联合调度运行带来了难得的历史机遇,如何有效地开展梯级水库群优化调度,充分合理利用水能资源,是流域梯级电站管理迫切需要解决的问题。文章在对清江梯级与三峡梯级径流特征分析的基础上,建立了以水库群整体发电量最大和弃能最小为目标的梯级调度模型。根据电力系统对三峡、葛洲坝、水布垭、隔河岩、高坝洲水电站的要求,用1951—2002年的月径流资料和典型年的日径流资料进行长期和短期优化调度,采用多目标遗传算法得到清江3个电站、三峡-葛洲坝2电站单独运行和联合优化调度发电指标,5库联合优化调度系统多年平均发电量增加约21亿kW.h;短期(日)优化调度较长期(月时间尺度)优化调度发电效益有进一步提升,增发电量约9.68亿kW.h。研究表明,充分利用清江和三峡梯级实际运行位置相近、水力联系紧密、互补性强的特点,统一安排电站机组运行模式,合理分配机组出力,可在来水量相同的条件下获得更大的效益。     

煤层气开发井网优化设计

煤层气田井网布置的好坏直接影响到煤层气开发的成败以及最终采收率的高低。通过数值模拟方法,给出了煤层气井网优化设计的原则以及井网优化设计考虑的因素,如井间干扰、各向异性、井距与排距之比、井网密度、井网方位等,并利用数值模拟软件对鄂尔多斯盆地某区块进行了开发井网的优化设计,为该区的煤层气开发方案设计提供了合理依据。      

水库排沙调度优化模型

在分析水库排沙调度机理的基础上建立了水库排沙调度优化模型,以遗传算法作为寻优算法,并用BP神经网络拟合一维水沙数学模型计算成果的方法简化了泥沙淤积计算,使得所建模型得以有效求解。以三峡水库为例进行优化,结果表明,利用所建立的模型和求解方法可以有效优化三峡水库的排沙调度,在保证淤积不增多的基础上大大增加了发电效益。     

Optimization of closed-form test tasks used in computer systems for examination

This paper discusses the optimization of closed-form test tasks containing one question and several answers with only one being correct. For this purpose, the effects of several test task parameters on the possibility of getting the lowest passing score by students with insufficient knowledge of the subject have been studied. The appropriateness of such tests for some types of examination has been shown. An algorithm for determining the optimal number of answers in the test and the number of test tasks used for examination is suggested.     

沈阳市主干供水管网系统抗震可靠性优化

供水管网是城市生命线系统中的薄弱系统,易于遭受地震破坏.通过管网拓扑优化,可以达到经济、合理的抗震设计目的.选用模拟退火算法作为系统抗震优化设计的工具,提出了一种结合单元灵敏度分析进行基于网络功能可靠性分析的抗震优化设计方法.将该方法应用于沈阳市主干供水管网的抗震可靠性优化设计中,针对三种不同的节点最低可靠度约束条件,给出了不同的优化改造方案.结果显示,采用建议的优化方法对系统进行优化改造,不但系统可靠度可以大幅度提高,而且系统造价大大降低.     

强震作用下框架结构的优化设计

针对第三水准"大震不倒"的抗震设防目标,提出一种在强震作用下框架结构的优化设计方法.依据"用相同的投资获最好的设计"的设计理念,以在强烈地震波的作用下框架结构最大的层间相对位移最小化作为优化目标,建立了同时满足体积约束的优化数学模型.采用动力有限元分析模型和高效的显式动力分析方法进行结构分析,获得最大的层问相对位移;采用改进的复形法求解优化数学模型;在显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA的基础上进行二次开发,实现了一个三维框架结构的抗震优化设计.数值结果表明该设计方法不一定获得抗震结构的最优设计,但能获得一系列抗震性能良好的设计,具有现实的工程意义.     

基于半主动控制的MR阻尼器控制力优化

本文研究半主动控制系统中磁流变(MR)阻尼器的控制力优化问题,从而提高MR阻尼器的半主动控制效果。文中首先建立了多自由度结构MR阻尼器控制系统的运动方程;然后根据MR阻尼器的出力特性提出了结构控制的半主动控制律,并对控制率中MR阻尼器的最大控制力设计值提出了不同的优化取值方法;最后仿真分析了MR阻尼器的不同最大控制力设计值对不同自由度结构的控制效果。研究表明,当设计值取最优控制力的平均绝对值或均方根值时,MR阻尼器的最大控制力比最优控制力的最大值降低了85%,而控制效果降低不多,可以满足对结构的控制要求;降低最大控制力设计值后,不但可以充分发挥MR阻尼器的出力性能,而且可以缩小MR阻尼器的设计尺寸,便于工程应用。     

Calibration of subsurface batch and reactive-transport models involving complex biogeochemical processes

In this study, the calibration of subsurface batch and reactive-transport models involving complex biogeochemical processes was systematically evaluated. Two hypothetical nitrate biodegradation scenarios were developed and simulated in numerical experiments to evaluate the performance of three calibration search procedures: a multi-start non-linear regression algorithm (i.e. multi-start Levenberg–Marquardt), a global search heuristic (i.e. particle swarm optimization), and a hybrid algorithm that combines the particle swarm procedure with a regression-based “polishing” step. Graphical analysis of the selected calibration problems revealed heterogeneous regions of extreme parameter sensitivity and insensitivity along with abundant numbers of local minima. These characteristics hindered the performance of the multi-start non-linear regression technique, which was generally the least effective of the considered algorithms. In most cases, the global search and hybrid methods were capable of producing improved model fits at comparable computational expense. In other cases, the multi-start and hybrid calibration algorithms yielded comparable fitness values but markedly differing parameter estimates and associated uncertainty measures.