基于柯西变异动态粒子群优化的克里金插值算法

针对克里金插值算法中变差函数拟合曲线误差过大、插值精度低等问题.通过基于线性动态变化因子结合柯西变异粒子群算法对变差函数的拟合模型参数进行最优化估计,同时在适应度函数中引入克里金地理权重来增强变量的空间相关性,最后与基于约束粒子群算法的克里金插值进行比较实验.仿真实验结果表明:改进算法使基台值误差减少近75%,获得的变差函数值拟合曲线更接近实际情况,插值精度更高.     

采用泛克里金技术的叶片表面压力场插值方法

利用泛克里金技术对叶片表面压力场进行插值,采用球形模型,用循环交叉验证法确定变异函数.结果表明:应用泛克里金技术进行压力场插值得出的气动压力过渡较平滑,精度达到工程应用要求,并且克服一般距离加权插值方法插值结果不稳定的问题;如果插值过程中,要提高精度可适当地增加已知数据点,特别是增加在变化比较剧烈的局部位置.     

基于支持向量机改进的克里金插值法—以汾渭平原PM2.5数据为例

克里金插值法根据待测点与已知点的空间位置关系以及研究区域内变量的空间相关性为已知点赋予不同权重,再通过加权求和的方式得到待测点的估计值,为待测点提供最佳的线性无偏估计。变异函数描述了区域化变量的空间变化信息,常用的理论变异函数包括球状模型、指数模型和高斯模型,然而以上模型形式较为固定且选择较为主观,可能无法准确反映数据波动趋势。基于此,提出引入支持向量机作为新的变异函数对克里金方法进行改进。使用汾渭平原PM2.5浓度数据对改进前后的克里金插值法进行效果对比,结果发现：①支持向量机能够拟合出变异函数的变化趋势,②改进后的克里金插值精度优于改进前的克里金插值精度,因此支持向量机改进的克里金插值法是一种可选的克里金方法。     

基于改进克里金插值的室内定位位置指纹库构建方法

当今社会对基于位置服务尤其是室内位置服务的需求日益迫切.位置指纹法利用室内无线信号强度来进行定位,具有方便快捷、低成本等优势,但构建一个细粒度的位置指纹库需要耗费大量的人力和时间.为提高位置指纹库的构建效率,提出一种基于改进克里金插值的位置指纹库构建方法.通过部分测量数据结合克里金插值法进行插值,并利用模拟退火算法提高理论变异函数拟合精度,进而估计出未测量点处的信号强度,提高插值精度和指纹库的构建效率.实验表明:相比反距离加权插值和传统克里金插值,该方法不但具有较高插值和定位精度,而且可将指纹数据人工采集工作量降低50％.     

基于变异函数的距离加权反比法

通过插值建立研究变量的数学模型是数据场可视化中至关重要的一步.根据距离加权反比法原理并结合变异函数的优良特性,提出了基于变异函数的距离加权反比法,讨论了其插值特性,给出了近似最大似然法估计协方差参数的原理.通过应用实例比较可知,基于变异函数的距离加权反比法具有效率高、能抵御数据中的噪声、处理数据丛聚效应能力强的特性,其插值效果与克里金法基本相同.     

一种位场数据补充的插值法数学模型

指出位场函数具有变化梯度大等特点,与多项式函数的特性相差甚远,用拉格朗日插值法公式计算的插值精度低,可靠性差。当待插点离已知点较远时,几科没有参考的价值。根据位场函数的特点,依据指数函数拟合位场函数导出指数函数拟合法插值公式。用这种插值公式内插补充和外推（包含向上和向下延拓计算）在理论模型上和在实际矿区上试算都证明了指数函数拟合法插值公式在位场数据补充上是一种精度比较高的插值数学模型。     

U型通风采场瓦斯的处理技术

本文通过对Ｕ型通风采场瓦斯分布的测定及采空区内瓦斯运移规律的分析，提出了在煤层群中开采具有突出危险煤层时处理采场瓦斯的技术措施。     

采场瓦斯防治技术

合理、有效地根治采场瓦斯,防止采场瓦斯超限,是“八五”期间煤矿安全重点研究课题之一.本文根据采场瓦斯运移理论阐述了采场瓦斯超限的基本原因,论述了采场瓦斯根治的技术途径,并给出了在煤矿生产和科研实践中行之有效的根治方法.     

基于约束粒子群优化的克里金插值算法

针对常规克里金插值算法中的不足之处,通过改变粒子群算法中粒子多样性,结合地质变量的特征和数据特征,提出了一种改进的插值方法——基于约束粒子群优化的克里金插值算法,在粒子群优化过程中,通过高斯变异、样本点权重系数设定、搜索范围约束等方式提高了插值精度。实验结果表明:基于约束粒子群优化的克里金插值算法可以获得高精度的插值效果,优于常规的克里金插值。     

普通克里金算法在陶瓷辊道窑温度场中的应用

本文分别用普通克里金和IDW法对陶瓷辊道窑中的温度进行插值,通过实验对比,可知温度场符合二阶平稳假设,普通克里金插值方法不仅插值精度高于IDW,变异函数中及其结构参数更可以反映温度场分布特征。     

中国矿井瓦斯浓度检测技术现状及发展趋势

矿井瓦斯浓度检测对于煤矿安全生产及灾害防治具有重要意义。阐述矿井瓦斯浓度检测方法,并对瓦斯浓度检测方法进行较为详细的论述与分析,指出矿井瓦斯浓度检测存在的问题。针对存在的问题,提出了未来要提高瓦斯检测元件的性能、检测方法的灵敏性、测试结果的准确性、测试的响应速度,进一步降低测试仪器的尺寸和成本;随着智能化开采的投入,煤矿井下瓦斯浓度检测应配合智能化开采机械,形成新的检测监测系统,具有自动校准、实时监控的功能,基于以上功能实现快速预判技术,达到安全生产;基于仿生传感技术、计算机技术,以及智能化技术,研发新型的智能化仿生瓦斯传感器。     

高瓦斯矿井掘进通风瓦斯浓度预测模型研究

为了对不同瓦斯涌出量和通风配置下的高瓦斯矿井掘进通风瓦斯浓度进行准确预测,文中在对掘进工作面瓦斯浓度的各种通风影响因素分析基础上,设计了两种掘进通风瓦斯浓度预测神经网络模型。利用MATLAB软件及煤矿现场获得的实测样本数据,建立了瓦斯浓度BP和RBF神经网络预测模型。通过预测结果对比分析可知,RBF神经网络预测模型能够对掘进通风瓦斯浓度进行准确地动态预测,为不同掘进阶段、不同瓦斯涌出量下的掘进通风方案选择提供了一定的理论依据。     

基于有限测点的铝合金板残余应力场重构研究

应力函数法可基于有限测点的实测结果重构出构件的全场残余应力,但其应力函数往往难以确定,且不易通过同一应力函数同时重构出多个残余应力分量的分布. 针对上述不足,发展了一种利用通用应力函数同时重构多个残余应力分量场的方法. 该方法构造双元傅里叶函数作为艾瑞应力函数,使用判定系数确定模型阶数,并根据实测散点值优化确定应力函数中的未知参数. 最后利用模拟三点弯实验的残余应力场验证了该方法的准确性,并将其应用于真实铝合金板的残余应力场重构. 结果表明,该方法能同时重构多个应力分量,且重构残余应力场具有较高的精度.      

矿区岩体应力状态对瓦斯突出区域分布的影响

基于地质动力区划方法,建立区域地质构造模型,以岩性分布和地应力测量为边界力学条件,确定了矿区区域岩体应力分布规律:矿区区域岩体应力状态主要受断裂构造的控制,断裂构造的叠加扰动使原岩应力场重新分布.鹤壁六矿岩体应力状态对煤与瓦斯突出区域分布的影响分析,结果表明:构造应力场对煤与瓦斯突出起控制作用,构造应力区的分布决定了煤与瓦斯突出的区域性分布.这为矿井煤与瓦斯突出区域预测、局部检测和解危提供了理论参考.     

冷泉水体甲烷气体浓度反演方法研究

冷泉水体中的甲烷气体浓度异常不仅是海底天然气水合物赋存的重要标志,同时对于研究海洋环境以及全球气候变化具有重要的意义。在现有海底冷泉特征分析研究的基础上,建立了根据单波束测深数据定量获取冷泉水体中的甲烷气体浓度分布的反演方法,并以鄂霍次克海千岛盆地西北陆坡冷泉区为例,利用海试获取的12 kHz和20 kHz声学回波测深数据,对研究区域内冷泉水体中的溶解甲烷浓度进行了计算。通过与冷泉水体样本的色谱分析结果进行比对可见,该反演方法的计算结果与现场实测数据具有良好的一致性,并且由于在波束角和气泡共振效应方面的优势,12 kHz测深数据对应的反演结果与实测数据更为接近。同时,相关计算结果表明,该区域内水体中的溶解甲烷主要来自于冷泉释放的甲烷游离气。此外,现场观测结果表明,水合物稳定带底界以深区域内冷泉气泡表面的水合物结壳会显著延长气泡的上浮时间和距离。     

基于HF-RBF的初始地应力场预测研究与应用

用水压致裂法(HF)测量地应力时存在实测数据数量少、不连续、精度低的问题.为此,建立基于HF-RBF的初始地应力场预测方法,首先构建埋深和水平主应力之间的学习样本,然后利用径向基函数(RBF)神经网络对学习样本进行训练,建立埋深与水平主应力之间的非线性映射,最后利用检验样本对初始地应力场预测效果进行检验.在黑龙江某矿山利用2个勘探钻孔开展了水压致裂法测量地应力试验,应用HF-RBF方法获得了该矿区水平主应力分布规律,训练样本最大预测误差为28.6%,检验样本水平最小、最大主应力预测误差都在10%以内,满足工程设计要求.表明了在矿山钻孔勘探期间,HF-RBF法能较好地预测矿区初始地应力场.     

电容式气-固两相流相浓度传感器的优化设计

气固两相流相浓度是工业亟需的一个难以准确测量的重要参数。该文从工业应用角度出发 ,设计了一种带有对称边保护极板的螺旋形状表面板电容式相浓度传感器。采用三维有限元方法和正交试验设计方法相结合对传感器结构进行了优化设计。经实验验证 ,其检测场均匀性误差低于5 % ,显著地改善了电容传感器的“软场效应”,有效地减小了相分布及流型变化对测量结果的影响 ;与电容式速度传感器等组合成一体化装置 ,可用于在线测量气送粉体的瞬时流量。已在现场应用 ,运行效果良好     

恢复古水动力场定量研究油气运聚

为了更好地对油气二次运移进行定量研究,探讨重建古水动力场方法。以压实为机制,建立了适用于深埋环境的上下供水的层流动方程,提出边界确定方法,采用盆地模拟技术,利用有限单元法求各地质时期古水头的数值解,重现古水动力场演化。以此为基础,可编制盆地各地质历史时期反映油气运移的油、气、水势等值线图,以此直观判断油气运移方向。应用这一方法,对四川盆地阳新统进行了以46个节点为基础的实际模拟评价,获得各地质历史时期油气聚集分区图,为优选勘探区带提供依据。     

煤层存在瓦斯水合物的可能性

瓦斯气体在煤储层中的赋存状态主要有游离态、吸附态和溶解态.从瓦斯原始地质赋存条件分析了瓦斯水合物形成必需的物质条件和热力学条件,提出了其赋存的一个新的状态--瓦斯水合物态.利用水合物实验设备对合成瓦斯在2组含煤溶液体系中的生成过程进行研究,得到了瓦斯水合物生成的诱导时间、生成速度及生成时的热力学参数.将瓦斯赋存条件同实验模拟结果进行比较,结果表明:在中高纬度矿区的煤层中有瓦斯水合物自然存在的可能.若瓦斯自然赋存水合物态真实存在,其赋存区煤层应力场、温度场等将发生较大变化,这有利于降低煤矿瓦斯事故的发生频率.     

边坡钻孔作业中粉尘分布及其影响因素的数值模拟

为了改善露天矿边坡钻机穿孔作业粉尘质量浓度超标的现状,依据气固两相流动及梯度输送理论,对粉尘在风流中运动、扩散及沉降过程进行分析,建立粉尘在空气中的运动、扩散及沉降方程.以某铁矿S03#采场为例,运用计算流体力学的Fluent软件对边坡钻机粉尘质量浓度分布进行数值模拟,并与现场实测数据对比分析,模拟结果与实测数据基本吻合.研究结果表明：采场内粉尘质量浓度沿测点线方向先急剧上升,达到最大值后迅速下降至一个较小值,后逐步缓慢下降;穿孔开始后,粉尘质量浓度随时间推移逐步升高,至一定值时保持恒定.当采场风速为3.5 m·s-1、供气压力为1 MPa、钻孔深度为12 m及钻具转速为84 r·min-1时,粉尘质量浓度较低.