响应面法的理论与应用

本文介绍了响应面法的基本思想,综述了响应面法在化学工业、生物学、食品学、工程学等多个领域的应用情况,并重点介绍了响应面法在结构优化设计、可靠性分析中的应用,提到响应面法在车辆动力学中的应用情况,从而认为响应面法有更广阔的应用前景.     

用于结构可靠度分析的多响应面法

在分析单响应面法精度的影响因素基础上 ,提出了改进的多响应面法 .然后以两个因子功能函数为例 ,推导了多响应面的设计与估计公式 ,并通过算例比较了多响应面法与JC法、Monte Carlo法及单响应面法的计算精度 .结果表明多响应面法的精度好于单响应面法 .     

基于ANSYS的钢框架结构可靠性数值模拟

介绍了蒙特卡罗法和响应面法两种数值分析方法各自的特点,再以有限元程序ANSYS为计算平台,利用ANSYS所提供的APDL(参数化设计)模块进行可靠性计算与分析.分别运用蒙特卡罗法、响应面法对一多层钢框架结构进行了结构整体可靠性的计算与对比分析,从计算结果可得基于响应面的蒙特卡罗法的计算精度和计算效率都要优于传统的蒙特卡罗法.     

增强型径向基函数的分块响应面近似处理方法

采用多项式响应面法、分块响应面法和增强型径向基函数的分块响应面法对3个测试函数进行近似处理,比较它们的均方根误差和相对误差值.结果表明:在样本数量较少时,并未明显地体现出增强型径向基函数的分块响应面法的优势,但是其近似精度不低于前两种方法;当样本点数量比较大时,增强型径向基函数的分块响应面方法的近似精度明显高于分块响应面法和多项式响应面法.     

变f响应面法及其在重力坝结构可靠性分析中的应用

响应面法已经成为求解大型复杂结构可靠度的常用方法,尤其适用于求解结构极限状态方程具有较强的非线性或是在结构分析中引入有限元进行可靠性分析而导致方程呈隐式的问题.针对传统响应面法中中心复合抽样因子f值取值不同导致计算结果波动且精度不高的问题,首次提出在响应面法计算流程中引入"变f"的概念.算例结果表明,本文提出的变f响应面法相比于经典响应面法、加权响应面法以及JC法精度更高,收敛速度更快,且可突破f取值1~3的限制,适用于非线性极限状态方程可靠度的计算.此外,通过变f响应面法与加权响应面结果的对比可知,本文提出的方法精度更高,改变f值的作用可以替代加权响应面法中加权函数的作用.最后,结合某简单的重力坝模型,对于该方法在重力坝抗拉可靠度计算中的应用作了有益的探索.     

桥梁结构基于高维模型拟合响应面的参数识别

为提高响应面法在桥梁结构参数识别中的计算精度,提出了基于高维模型拟合响应面的参数识别方法.即采用HDMR响应面法拟合结构响应面,并基于该响应面进行结构参数的识别.研究了HDMR响应面的基本构造方法,阐述了在响应面基础上通过有约束最小二乘优化实现参数识别的一般过程.以一座连续梁及一座独塔斜拉桥为算例进行分析,探讨了该方法在结构参数识别中的计算精度及效率.结果表明,相比传统响应面法,该方法在计算精度上具有显著优势.同时也验证了该方法在大型桥梁结构参数识别中的可靠性和适用性.     

结构可靠度计算的Neumann展开响应面法

当结构功能函数无法表达为随机变量的解析表达式时,响应面法是一种有效的可靠度计算方法,但该法在进行有限元数值试验时需进行多次确定性有限元分析,效率较低。提出一种改进的响应面法,即Neumann展开响应面法,该法通过引入Neumann级数展开式,可以有效缩短有限元数值试验时间,从而提高响应面法的计算效率。数值算例表明,结构刚度矩阵规模越大,Neumann展开响应面法的计算效率越高。     

基于响应面法的几何非线性结构概率响应分析

将响应面法、有限元法和蒙特卡罗法各自的优点相结合，提出一种新的结构概率响应分析方法——集成化响应面法．通过对几何非线性桁架结构的概率性响应分析，验证了该方法的有效性和准确性．选取五种响应面分析模型，比较它们的计算结果，得出一些有益的结论．     

基于响应面和蒙特卡罗法结构位移可靠度

为了研究结构位移可靠度,以门式框架为例,利用MATLAB软件编制基于蒙特卡罗法、响应面法、响应面—蒙特卡罗法的计算程序,采用数值模拟方法对结构进行可靠度分析。得到结构的失效概率、可靠指标、结构最不利点水平位移的概率分布情况。计算结果表明:这几种方法计算结构的失效概率与文献[5]结果接近,但蒙特卡罗法的计算工作量大、时间最长,响应面法的计算时间最短。响应面—蒙特卡罗法、响应面—重要抽样蒙特卡罗法在较少样本的情况下可以达到较高的精度要求,且计算效率较高。本文基于MATLAB编制的可靠度模拟分析程序为复杂结构可靠度分析提供了参考。     

响应面法的完全数值方案及其在悬挂参数优化中的应用

本文根据响应面法的基本思想设计试验方案,根据动态系统参数识别与优化的要求,提出适用于动态系统随机仿真优化数值计算的算法RSM,研制了一个完整的自动运用响应面法进行随机仿真优化的数值计算方案,并用C 语言研制响应面法优化程序,以车辆悬挂参数的优化为例进行了数值分析.与穷举法和Matlab的非线性最优化方法的计算结果比较,响应面法在相同计算精度的情况下计算量明显减少,还提供响应与因素之间关系的重要信息,有利于数值试验和理论研究的深入进行.     

魔芋在不同土壤环境条件的含硒量

通过分析从湖北恩施采集的野外魔芋样品和2种土壤加硒盆栽实验的魔芋样品的含硒量,研究魔芋在不同土壤环境中的含硒量、富硒特征及其影响因素.结果表明,随采样点不同,野外魔芋样品的含硒量不同,魔芋球茎和茎叶的最高含硒量为5.58和13.04μg g-1,并与土壤含硒量呈极显著的线性相关,茎叶含硒量高于球茎.盆栽实验条件下,魔芋含硒量与土壤施硒量呈极显著的线性相关,魔芋球茎和茎叶最高含硒量在潮土中为55.6和76.8μg g-1,在红壤中为14.5和21.4μg g-1,茎叶的含硒量显著高于球茎,潮土魔芋的含硒显著高于红壤.魔芋对土壤硒的生物富集系数均表现为茎叶高于球茎,潮土魔芋的生物富集系数高于红壤,土壤施硒的富集系数高于天然含硒土.总之,魔芋能吸收利用天然富硒土和施人到土壤中的硒,土壤类型和土壤硒水平是影响魔芋含硒的关键因素,土壤施硒的有效性高于天然含硒土,潮土施硒的有效性高于红壤.     

关于建设生态安徽之我见

通过对我国及省内外自然与人文生态环境存在问题的多侧面多角度剖析,从而对建设生态安徽提出加强森林保护和封山育林、植树造林、退耕还林工作,加强湿地保护,扩大风景名胜区和自然保护区面积,降低化肥农药使用强度和提高有机肥利用率,加强古建筑和名胜古迹保护,实现城市化、城市现代化、城市园林化,提高国民素质等建议与对策。     

南方涛动对广西干旱的影响

通过对南方涛动指数与广西春秋干旱的时空变化规律及与影响广西春秋降雨的天气系统的关系的分析。找出了7月及头年8月南方涛动指数分别与秋季和次年春季降雨的关系较为密切。并且,这两个月的南方涛动指数对影响春、秋降雨的天气系统有明显的制约作用。用这两个月的SOI值制作的春秋干旱的GM(1,2)模型,其效果较令人满意。     

不同类型小麦植株氮素同化、运转和分配比较分析

以河北省平原区大面积种植的4个不同类型品种为材料（包括强筋小麦藁8901、高产品种石4185、高蛋白品种河农341和耐旱高产品种河农859）,对不同类型小麦植株的氮素同化、运转和分配特征进行了研究。试验表明,4个类型相比,高蛋白品种阶段吸氮量和总吸氮量较多,但阶段吸收比例前期相对较低,开花后较高。而耐旱高产品种开花前吸收氮素较多,开花后吸收较少。各器官氮素含量、积累量和分配率,拔节期和开花期互有高低,成熟期以高产品种较高。耐旱高产品种开花前吸收的氮素向籽粒中输出量、输出率及输出氮素对籽粒的相对贡献显著较高,而高蛋白品种相对较低。高蛋白品种和强筋品种旗叶氮素对籽粒的贡献大于耐旱和普通高产品种。强筋小麦品种对氮素的运转和分配规律与高蛋白小麦类似,但其吸收积累量显著低于高蛋白品种。普通高产品种氮素吸收积累量显著较少,且营养器官中积累分配较多。建议在生产中对高蛋白品种增施氮肥,注意增加后期氮素追施比例,基肥、拔节肥、灌浆肥氮素分配比例为4∶4∶2,对于抗旱品种,重视前期施氮,尤其拔节期增加施氮比例,氮素分配比例--基肥∶拔节肥为4∶6,强筋品种和高产品种氮素分配比例--基肥∶拔节肥为5∶5。     

浙江温州、镇海和福建九龙江沉积微型硅藻的初步研究

利用透射电镜研究了温州早、中全新世剖面,九龙江地区晚全新世中期剖面和镇海晚全新世剖面的微型硅藻(细胞大小为2～20μm)的组成和丰度.共计硅藻14属20种(包括变种).Cyclotellacaspia是九龙江地区晚全新世中期剖面中的优势种;温州中全新世剖面的优势种为Cyclotellastriata;温州早全新世剖面和镇海晚全新世剖面中Thalassionemanitzschioides是优势种.微型硅藻在几个剖面中所占的比例变化较大,以在九龙江地区晚全新世中期剖面所占的比例最高,可达77.4%,表明微型硅藻在沉积硅藻中占有重要的地位.     

2006年中国重大科学进展

本着“分门别类、宁缺毋滥、叙述事实、以时为序”的原则,按“基础科学”、“生命科学”、“资源环境”和“高新技术基础研究”4个类别,遴选出2006年中国重大科学进展共30项,其中“基础科学”领域13项、“生命科学”领域7项、“资源环境”领域4项和“高新技术基础研究”领域6项。     

重庆市中低海拔村镇旅游区住宅热湿环境实测与热舒适研究

通过问卷调研与现场实测的方法,分析了重庆市中低海拔村镇旅游区住宅各季节的热湿环境特性,并进行了热舒适研究.对比国家现行相关规范中的热舒适限值与实测值,发现旅游区夏季和过渡季温湿度范围偏离限值较小,冬季偏离限制最大.通过大样本问卷调查与实测进一步得到如下结论:各季节预测平均投票数PMV的修正值PMVe分别为夏季+0.67,过渡季+0.32,冬季-1.20;热感觉投票值TSV分别为夏季+0.63,过渡季-0.64,冬季-1.53;夏季和过渡季的热舒适度较高,冬季最差.根据APMV、PMVe与TSV值对比发现,影响夏季、过渡季和冬季热舒适性的最不利因素分别为:室内温度、室内湿度、室内温度.因此,为提高村镇旅游区住宅热舒适度,可采取的措施为:夏季通风降温,过渡季在外墙中加入防潮材料建立防潮层,冬季采用"空气源热泵+太阳能房"或在条件允许时采用地表水源热泵.     

临夏回族青少年头发和指甲微量元素含量对比分析

对500名(男246,女254)13～17岁临夏回族青少年头发和指甲中的Fe、Cu、Ni、Zn、Mn、Pb、Cd、Mo、Se和Ca元素的含量进行了对比分析。结果表明这十种元素在人体的头发和指甲中均存在,但男女之间有差异,其共同特点是头发中的Cu、Zn高于指甲,Cd、Mo和Se元素的含量男女均极少,且无差异(p>0.05),男女指甲中的Pb、Fe含量均高于头发(p<0.05);男性指甲中的Mn高于头发(p<0.05),而在女性无显著差异;Ca作为一种常量元素,男女指甲中的含量均极显著地高于头发(p<0.01)。证实测定人体微量元素时,只测定头发中的含量不能完全代表元素的分布特征和变化情况,指甲和头发对于研究人体微量元素具有同等重要的意义。     

哀牢山中山湿性常绿阔叶林与人工茶园土壤呼吸的季节变化

利用Li-840 CO2气体分析仪,测定并分析了哀牢山中山湿性阔叶林和具有30 a历史的茶园的土壤呼吸季节变化特征。结果发现:在干季,土壤呼吸速率表现为茶园显著大于阔叶林,而在湿季,茶园略小于阔叶林,从全年结果看茶园略大于阔叶林;茶园的土壤温度和土壤含水量均显著大于阔叶林;通过土壤温度和土壤水分的双因子模型,得到土壤温度和土壤水分对茶园和阔叶林的土壤呼吸变化解释率分别为49.6%和70.7%;土壤呼吸的温度敏感性表现为茶园小于阔叶林;茶园土壤有机质碳、氮量显著小于阔叶林,而在土壤质量密度、pH、磷和钾含量方面,则茶园显著大于阔叶林。     

茶园土壤中铅形态分布与茶叶中铅质量分数关系的研究

基于茶园土壤中0~100 cm剖面不同层位各种形态铅及茶叶样品中总铅质量分数(w)的测定分析结果,定量分析了各种形态铅在不同土壤层位中的w及其分布特点,同时利用灰色关联度分析方法,估算了土壤剖面不同层位中5个形态铅即可交换态(EXE)、碳酸盐结合态(CA)、铁锰氧化物结合态(OX)、有机结合态(OM)和残渣态(REX)的w与茶叶中总铅w的相关性.研究结果显示:茶园土壤中不同形态铅w在所测剖面范围内的平均值由大到小排序为:w(REX)>w(OX)>w(OM)>w(CA)>w(EXE);同一剖面内铅的分布特点为:w(EXE),w(OM),w(REX)为表层高于底层,w(CA)和w(OX)则是底层高于表层;各形态铅所占总铅的比例,随其在土壤剖面各层中w值的变化而变化,其中EXE铅在各土壤层中所占比例最小,REX铅所占比例最大(除底层外);灰色关联度分析结果显示,茶叶中的铅w与不同形态铅在土壤各层中的w均呈正相关,但关联度最大的是EXE铅,其次为OM铅,且以表层土壤中的铅对茶叶中铅的w影响最大.