基于分期设权理想点法的水文模型参数多目标优化

针对水文模型参数多目标优化问题中计算复杂且多目标之间存在相互矛盾的问题,提出了基于分期设权理想点法的水文模型参数多目标优化方法.以ABCD水文模型为月径流预报模型,构建径流总水量误差、平均相对误差、高水流量纳什效率系数和低水流量纳什效率系数4种目标函数,采用分期设权理想点法将多目标函数转化为单目标,并采用粒子群优化算法...     

基于Kriging模型的冷水机组故障检测与诊断方法

提出应用Kriging模型对冷水机组进行故障检测与诊断(FDD),采用ASHRAE RP-1043项目中无故障运行数据建立并验证冷水机组Kriging模型.利用参数敏感性原理对比T-统计方法和指数加权移动平均(EWMA)方法,对比结果表明,EWMA方法提高了参数敏感性.结合Kriging模型、EWMA方法和故障诊断规则表,用实测故障数据对冷水机组故障进行检测与诊断,检测和诊断的故障包括冷凝器结垢、制冷剂充注过多、制冷剂泄漏、不凝性气体、冷冻水流量减少和冷却水流量减少6个故障.诊断结果表明,应用Kriging模型能够准确有效地检测与诊断冷水机组不同水平的故障.     

轧机机架参数敏感性分析及顺序优化的研究

提出了一种基于参数敏感度分析的顺序优化方法,利用ANSYS软件建立了550轧钢机机架的参数化模型,并对轧机机架尺寸进行了优化设计.采用顺序优化的方法,首先对轧机机架的体积进行最小优化,然后在对优化参数进行敏感性分析的基础上,针对优化结果存在的潜在问题,进一步以横向位移最小作为目标函数优化.这种敏感度分析和顺序优化相结合的策略克服了传统单目标函数优化结果不精确的不足,也避免了多目标优化权系数难以确定的问题,从而简化了求解过程.采用该优化方法制造的轧机机架,已投入实际使用1年,工作状况良好.优化结果和实际应用效果表明,该混合方法是行之有效的,并具有一定的实用价值.     

基于SCE-A算法的新安江模型参数优化及应用

为了减小水文模型参数优化中人工试错法和局部优化法的不确定性,以一种快速有效的优化方法搜索到水文模型参数的全局最优解。以安徽呈村流域为例,使用SCE-UA算法对新安江模型参数进行优化,日模型和次洪模型分别采用总体水量误差和对数绝对值误差作为目标函数,分析优化结果并对优化参数进行检验。经检验分析,日模型检验期确定性系数均达到0.8,次洪模型检验期确定性系数接近0.9。研究结果表明,采用SCE-UA算法优化新安江模型参数可以取得较好结果,目标函数的选择对参数优化有着重要作用。     

区域乡村住宅耐久性指标全局敏感性分析方法

为满足乡村住宅向生态宜居长寿化的方向发展,乡村住宅的耐久性需要给予足够的重视。针对指标参数对区域乡村住宅耐久性的影响分析,基于可拓学和扩展傅里叶幅度敏感性检验法（EFAST）提出了适用于区域乡村住宅耐久性能的评价模型与全局敏感性分析方法。该方法基于可拓学对乡村住宅的耐久指标进行初步筛选,得到乡村住宅耐久性能的敏感因素;将筛选出的耐久指标敏感因素通过最小二乘支持向量机(LSSVM)模型和蒙特卡洛抽样实现乡村住宅样本数量的扩增;引入EFAST方法对扩增后的乡村住宅样本进行耐久指标的全局敏感性分析,得到耐久指标敏感因素的一阶敏感度和总阶敏感度。该方法可以提高区域乡村住宅敏感性分析的精确度,得到影响因素的敏感性程度,且可以实现乡村住宅样本数量的扩增,降低实地调研成本。最后将该全局敏感性分析方法应用于区域乡村住宅分析,阐明了该方法的分析过程,并给出了我国乡村住宅耐久性能的限制因素和敏感性系数。     

21-6-9高强不锈钢管数控弯曲回弹对材料参数的敏感性

为了研究材料参数波动对21-6-9高强不锈钢管数控弯曲回弹的影响,结合多因素敏感性分析方法和弯曲-回弹全过程有限元模型,建立了高强不锈钢管弯曲回弹敏感性分析系统模型,并采用该模型研究了高强不锈钢管数控弯曲回弹对材料参数的敏感性。结果表明:回弹半径对材料参数的敏感性大于回弹角对材料参数的敏感性;强度系数是影响高强不锈钢管弯曲回弹最敏感的因素,其次分别为弹性模量、屈服强度、硬化指数和泊松比。通过研究还获得了各材料参数对回弹角和回弹半径的敏感性因子以及当各材料参数的输入值与实际值存在15%的误差时而引起回弹角和回弹半径的相对误差值。研究结果在优化试验方案以及提高弯管回弹预测能力等方面具有重要的作用。     

改进的6σ设计的螺旋锥齿轮加工参数反调修正方法

针对螺旋锥齿轮传统加工参数反调过程中存在的多个加工参数之间的耦合作用难以控制、求解的反调量无实际意义等问题,提出了改进的6σ设计的螺旋锥齿轮加工参数反调修正计算方法。该方法考虑精确齿面几何形貌与齿面接触性能的协调优化,建立了螺旋锥齿轮形性协同制造的多目标反调优化(MOO)模型,计算了接触点位置处齿面误差对加工参数的敏感性系数;根据敏感性系数求得对齿面误差影响较大的加工参数的反调修正量;利用加工参数反调量,通过加载接触分析(LTCA)计算得到齿面加载接触性能评价项,减少了多个加工参数之间不必要的耦合作用对齿面接触性能的影响。计算结果表明:与不考虑敏感性系数的参数反调方法相比,该方法求解的齿面ease-off的最大值和最小值均至少减小2μm,且齿面接触性能评价项都满足给定的要求,进一步证明了该方法的可靠性与实用性。     

考虑随机性的徐变参数敏感度及其时变规律

针对随机、多参数系统提出了一种考虑参数随机性的敏感度分析方法.通过对参数样本进行统计、抽样、回归和相关分析,去除参数量纲和变异度对结果的影响,获得以通径系数、偏相关系数和累计敏感度为衡量指标的参数敏感度.利用该方法,结合从9个施工现场实测和收集到的8585个样本,分析环境相对湿度、理论厚度、混凝土抗压强度、温度和加载龄期5种徐变参数的敏感度.结果表明,徐变系数与环境相对湿度、理论厚度、混凝土抗压强度和加载龄期成负相关,与温度成正相关.其中,环境相对湿度的敏感度最大,然后依次是加载龄期、温度、理论厚度和强度.研究同时发现,上述5种参数敏感度的时效性并不明显.     

基于CFD的深水隔水管螺旋列板几何参数优选

基于计算流体动力学方法(CFD),利用FLUENT软件计算亚临界雷诺数条件下隔水管和螺旋列板的升力系数和曳力系数等流场参数并进行对比;以流场参数为目标函数,建立正交数值模拟试验,并对螺旋列板几何参数进行敏感性分析,确定几何特性对列板性能的敏感度.结果表明:列板高度和条数对减振功效和曳力性能郁有显著影响;优化的几何参数组合可为现场应用中螺旋列板的结构设计提供参考.     

流域水文模型的参数全局敏感性分析

基于LSPC构建内蒙大佘太流域水文模拟模型, 利用Morris和Sobol两种全局敏感性分析方法, 识别水文敏感参数及敏感下垫面类型, 评估不同敏感性分析方法和模型输出度量方法对敏感性分析结果的影响。主要结论如下: 1) 模型对日、月两尺度的径流模拟效果好, 模拟值与观测值的决定系数R²>0.6, 纳什系数NSE>0.5, 说明LSPC模型适用于对内陆干旱半干旱地区的流域水文模拟; 2) 两种敏感性分析方法对参数敏感指数排序和敏感参数识别均有影响, 而MAE和MSE两种度量方法的影响主要体现在敏感参数识别方面; 3) 敏感水文参数为下层土壤含水量(LZSN)和地下水蒸发系数(AGWETP), 敏感下垫面类型为草地、耕地、林地和水域, 与大佘太流域的降水和土地利用类型有关。     

概率法在岩性气藏储量风险评估中的应用

苏里格气田属于典型的致密岩性气藏,储层横向变化快、非均质性强,利用确定法难以客观评估储量风险。为此以气田X区为例,采用概率法开展储量风险评估研究,通过各变量的概率分布函数和多次随机模拟计算,定量评估气藏参数的不确定性和不同风险对应储量规模,结合单因素敏感性分析,明确气藏主要风险因素,优化地质模型计算的储量结果。研究表明,（1）概率法模拟计算的地质储量概率分布,提供了不同风险下的地质储量,有助于投资决策和开发方案制定;（2）参数变量的敏感性分析能确定影响各层储量结果的主要参数,对参数敏感性进行排序,估算变量变化区间对储量结果的影响,实现缩短储量评价周期和提高评价准确性;（3）地质模型储量与概率法的基准储量（P₅₀）进行对比,结合单因素敏感性分析,调整模型属性参数,优化后的X区各小层地质模型储量与基准储量的误差均在10%以内。概率法对岩性气藏给出不同风险下的储量规模,能客观评估储量风险,优化地质模型。     

基于ANSYS有限元分析法的FAST主索网结构参数化研究

提出一种基于ANSYS有限元分析法的FAST主索网索网结构参数化设计方法,通过ANSYS有限元分析软件对FAST主索网结构进行参数化设计,利用参数化变量对有限元模型进行构建,为使用者提供有限元研究过程,将设定的函数、变量作为软件的输入,选用五轴对称短程线分型方法,主索网结构的网格分割方案包括四边形网格、凯威特网格以及短程线型网格。实验结果表明,短程线型方案最适合FAST主索网结构,侧偏量相对抛物面的可移动距离是无法忽略的,对主索网界面、风荷载与温度荷载进行计算,各项设计参数均符合FAST主索网结构设计要求。     

基于奇异值分解的曲面最佳适配的不确定度分析

采用建立数学模型的方法,提出一种曲面最佳适配的不确定度模型．为了确定曲面误差与不确定度参数之间的关系,推导了曲面最佳适配的灵敏度矩阵．采用矩阵的奇异值分解原理,对曲面最佳适配的灵敏度矩阵进行分解,得到不确定度参数与测点随机误差的关系表达式．根据分析结果得知,每一个不确定度参数是测点随机误差的线性组合．     

基于SCEM-UA算法和全局敏感性分析的水文模型参数优选不确定性研究

 针对复杂非线性水文模型参数识别及不确定性分析问题,引入基于马尔可夫链蒙特卡罗思想的SCEM-UA算法,以岷江流域为研究实例,对降雨径流模型的参数优选问题进行了分析,并探讨了该算法在推求参数后验分布的搜索性能和效率。结果发现,SCEM-UA算法能快速有效地推求出参数后验概率分布。同时,开展基于SCEM-UA算法取样的参数全局敏感性分析,对比参数敏感性和后验分布,表明两者密切相关,敏感性强的参数其边缘后验概率密度分布存在明显峰值,相反,敏感性弱的参数其后验概率分布较为平坦且无规律可循,从而导致模型参数的不确定性大大增强。     

SOFC PEM联合发电系统的不确定性分析

以固体氧化物燃料电池与质子交换燃料电池(SOFC PEM)联合发电系统为研究对象,以系统操作参数作为不确定参数,采用基于拉丁超立方体抽样法的不确定分析方法,即包括以适宜的概率分布函数来表述和量化不确定因素并将不确定性传播到确定性模型来建立输出结果的概率分布规律,进而分析系统操作变量的不确定性对系统净电功率的影响。不同于传统的灵敏度分析方法,考虑参数的概率结构,评价多个参数的相对重要性。结果表明：高SOFC电堆操作温度、低燃料流量和低SOFC燃料利用率有利于减少系统净电功率因不确定因素引起的偏差和波动,但同时以减少系统净电功率为代价。不确定性分析可为在不确定条件下设计参数的优化提供依据。     

基于PEST的地下水模型参数优化及不确定性分析

由于地下水系统中相关参数的时空变异性,利用地下水模型得到的计算值与真实值之间通常会出现一定的差异。介绍了参数优化(parameter estimation,PEST)程序的基本原理,并以建立的某地浸采铀单元井场地下水流动模型作为研究实例。结果表明,以水头实测值作为校准数据,PEST能够对渗透系数和贮水率取得很好的优化效果;目标函数的变化趋势总体是下降的,但并不总是不断减小的;参数的灵敏度在优化过程中总体处于较低水平;参数优化幅度与参数不确定性之间呈正相关关系。研究结果可为地下水模拟不确定性分析提供参考。     

交通需求组合模型的不确定性分析

交通需求预测中会有很多不确定性因素.系统的不确定分析可以分析模型输出的可信程度,并且界定影响不确定性的关键因素.采用了基于敏感性分析的方法(SAM)分析交通需求组合模型(CTDM)的不确定性.CTDM基于出行者的理性行为,并可描述为一个非线性规划问题,从而分析敏感性.不确定性分析包括模型输入的不确定性和模型参数的不确定性.与基于随机抽样的分析方法相比,基于敏感性分析的方法在大大减少计算量的同时,可以得到近似的精度,并且可以同时或分开考虑输入的不确定性和参数的不确定性.研究认为,提高参数精度比提高输入精度能更有效地提高输出结果的可信水平.     

一类时滞系统内模控制器设计

针对时滞不确定性被控对象,引入灵敏度函数和滤波器设计内模控制器。利用控制理论中频域分析的方法对控制系统的鲁棒性能和品质性能进行分析,得出频域约束条件,整定内模控制器参数,使控制系统在满足闭环稳定的前提下,同时还满足性能指标的要求。仿真研究表明:该控制器与传统的Cohen-Coon和CHR控制方法相比具有较好的控制性能和鲁棒性,且调整参数少,适合于工程实际应用。     

非嵌入式多项式混沌方法在电磁模型验证与确认中的应用

针对电磁模型验证与确认的量化分析方法进行研究.采用非嵌入式多项式混沌方法研究电磁模型仿真输入参数不确定引起的相关输出响应量的不确定度.在详细阐述了此方法的数学原理及实现步骤的基础上,数值结果验证了非嵌入式多项式混沌法可以为电磁模型输入参数的不确定性对响应量的影响建立一种有效的不确定度传播及量化方法.针对带孔缝结构的机箱模型,采用非嵌入式混沌多项式方法研究了电磁波入射角度的不确定性对机箱中心点电场幅值的影响,在此基础上结合特征选择评估方法（feature selective validation,FSV）依据实际测量值对此电磁模型进行度量评估,最终给出评估等级.结果表明,机箱模型的评估为优异.      

基于随机响应面法的RC框架抗震全局灵敏度分析

实际工程中,结构整体响应往往受大量输入参数的影响,若将全部参数视为随机变量,会导致分析过程十分复杂。因此需要进行参数灵敏度分析,确定各参数对结构整体响应的影响,从而减少需要考虑的变量个数,简化分析过程。以往的方法在计算灵敏度指标时需要大量的分析计算,为解决该问题本文了采用基于多项式混沌展开的随机响应面法,通过该方法建立输出响应的替代模型,进而求得基于方差分析（Analysis of Variance, ANOVA）的全局灵敏度指标。之后本文以钢筋混凝土框架结构为应用对象,采用该方法对其整体承载能力极限状态进行抗震全局灵敏度分析,并将各输入变量的灵敏度指标绘于同一图中。从本文求得的灵敏度指标可知,影响结构抗震可靠度的主要因素为地震作用的不确定性,该结果符合工程经验判断,说明本文采用的方法具有较高的可行性和计算精度。