基于区域分解法的地下水有限元并行数值模拟

地下水系统概念的出现对地下水模拟技术、地下水决策支持管理提出了新的要求，比如地下水系统中同时包含包气带模型和饱和带模型，或在饱和带中同时出现孔隙介质模型和裂隙介质模型，更可能在建造地下水模型的同时必须结合考虑地表水模型，所有的这些顾虑和可能均会使模型复杂化，且不说用目前流行的数值方法难于求解，就算能求解也势必造成计算工作量的剧增，这就需要借助高性能计算机来担任这项工作．相对于代价高昂的共享内存多处理器技术，基于分布式模型的机群计算技术为此项工作的实现提供了可能．讨论了如何利用机群计算技术，实现地下水有限元并行数值模拟．从地下水有限元模型的并行求解可能、基于区域分解法的并行算法、并行编程以及并行计算的实现各方面着手，系统地阐述了地下水有限元并行模拟的关键技术，并将该方法应用于一个理想的地下水溶质运移模型中，取得了成功．还讨论了方法的应用前景，包括利用机群计算技术实现对整个流域的地下水进行准实时模拟，为地下水调度提供决策依据．     

基于免疫进化的蚁群算法在梯级水库优化调度中的应用研究

针对蚁群算法在求解过程中出现初期信息素匮乏、易陷入局部最优解的问题,结合梯级水库优化调度的特点,提出了基于免疫进化的蚁群算法。该混合算法充分利用了免疫进化算法的全局快速收敛性和蚁群算法的正反馈性,提高了求解效率。实例计算表明该混合算法在求解梯级水库优化调度问题时,与逐次逼近动态规划相比较,结果合理、可靠,计算效率较高,从而为求解高维、复杂的梯级水库优化调度提供了一条新的求解思路。     

滑翔增程火箭弹弹道优化算法研究

在分析影响滑翔增程火箭弹射程的主要弹道因素的基础上，提出了一种滑翔增程火箭弹最优化弹道的求解算法，并给出滑翔增程火箭弹的弹道优化计算模型．针对计算模型求解规模较大的问题，给出了用分布式并行集群计算服务器求解的进程调度方法，弹道优化算法的仿真计算结果表明：滑翔增程弹的增程率高于100％，滑翔增程火箭弹的弹道优化算法有较好的收敛性质，并行求解方法效率较高．     

粒子群优化算法及其在水库优化调度中的应用

提出了基于粒子群优化算法求解梯级单目标优化调度问题的一般算法结构,该算法通过计算时段库水位的变化范围,把梯级优化调度问题转化为无约束的优化问题处理,使得算法具有稳定、高效的收敛性能.通过对三峡梯级发电优化调度问题的计算,表明该算法是求解梯级优化调度问题的一种有效的手段.     

基于规则与生物免疫机理的多目标作业调度方法应用研究

敏捷制造单元是一个涉及多目标、多约束和多扰动的复杂系统，它的最优作业调度求解有很大难度。这里分析了敏捷制造环境的作业调度规律及其特点，建立了用于调度启发式规则集合，构造了基于生物免疫机理的作业调度算法，并对生物智能算法涉及的相关参数进行了分析与优化。并且以调度案例库中的部分案例为对象，给出了基于规则和生物智能计算调度方法的优化结果，及其与其他调度方法的对比分析。     

基于协同进化遗传算法的水库群供水优化调度研究

针对水库群供水优化调度问题,介绍了一种改进的协同进化遗传算法。该算法针对求解高维、复杂的水库群优化调度时多约束条件难以处理、计算机时长、易陷入局部最优解等缺陷,建立了相应的罚因子的评价机制,生成了两类进化子种群,运用改进遗传算法同时对不同种群进行操作,并将其应用在滦河下游六水库联合供水优化调度中。实例计算结果表明,用该算法求解水库群供水优化调度问题,结果可靠、合理,计算效率高。     

灌区淋洗水量优化计算

在灌区水资源优化调度的基础上,考虑了土壤临界含盐量、土壤和地下水水盐动态等因素,提出了灌区淋洗水量优化计算方法,并给出了算例。     

水库群优化调度模型求解加速策略研究

针对传统水库群调度模型求解计算耗时较长的缺陷,提出了一种计算程序加速策略。通过转变水库调度计算过程中水库特征曲线的插值模式,根据水库特征曲线节点数据预先构造分段线性函数,利用分段函数替换传统插值方法以实现水库特征曲线的读取。以典型入库流量下某梯级水库发电优化调度为实例,选用布谷鸟算法进行优化计算,对比了传统插值策略与加速策略。结果表明:基于分段线性函数的加速策略能明显缩短计算耗时,同时该加速策略对算法的收敛性、优化结果以及其稳定性几乎无影响。因此,基于分段线性函数的加速策略合理、可靠,是提高水库调度模型求解效率的一种实用、有效方法。     

油品调合调度优化问题的分步求解策略

针对炼油厂的成品油调合调度优化问题，提出了一种分步求解策略，即将调合调度问题分解为三个子优化问题，采用NLP和MILP模型对其分四步求解，这一策略不仅降低了问题的复杂度，还同时解决了油品调合调度中的配方优化、任务调度问题。实际算例结果表明该方法是有效的．     

多目标规划在哈尔滨市地下水资源管理中的应用

建立了哈尔滨市地下水资源优化管理模型，将求解多目标最优化问题的约束法和线性加权法相结合，给出了一种综合解法，并将此法应用于所建立的水资源优化管理模型的求解。其结果可为该地区地下水资源的管理提供有参考价值的科学依据。     

高混凝土坝变形性态的库盘影响分析

在研究有限元模型边界确定方法的基础上,通过建立库盘大范围和近坝区小范围2种尺度有限元模型,并由库盘模型变形计算结果提取近坝区模型的边界条件,提出高混凝土坝变形性态的库盘影响分析方法,分析库盘变形对大坝变形性态的影响。典型实际工程计算结果表明,高坝大库工程,库盘作用对大坝变形影响明显,尤其坝前大库容工程在应用实测资料分析混凝土坝运行性态、反分析结构力学参数和变形监控指标时,应该考虑库盘变形的影响,以确保充分掌握大坝运行性态,有效监控大坝的安全运行。     

采用混合像元分解的水库面积提取及变化监测

利用Landsat-5 TM,Landsat-7 ETM+和Landsat-8 OLI遥感影像数据和高空间分辨率(1.14,0.54 m)的Google Earth^TM地面实况图进行水库面积检测与变化监测的技术研究.采用完全约束最小二乘法混合像元分解(FCLS)方法提取不同水库水体信息,并与常用水体指数法及支持向量机(SVM)分类法进行比较,利用多时相FCLS方法监测厦门杏林湾水库2006-2014年间的面积动态变化.结果表明:基于FCLS的方法比NDWI等水体指数方法更能准确地获取水库水体面积大小及其变化信息.     

流域防洪系统中地下水库调蓄能力分析与计算

利用地下水库蓄水能增加洪水资源利用率,减少洪涝灾害,是实现水资源可持续利用的有效途径之一.首次将地下水库纳入到流域防洪系统中,在探讨地下水库的概念和调蓄原理、蓄水条件及其功能特征的基础上,对地下水库的调蓄能力进行了分析与计算.参照地表水库的调洪参数,定义了地下水库调蓄计算的部分参数,作为衡量地下水库调蓄能力的定量计算指标.在调蓄库容、调蓄系数、复蓄指数中,库容是最重要的评价因素.在此基础上针对孔隙介质地下水库和岩溶地下水库,分别给出其调蓄库容的计算公式,并将其应用于下辽河平原调蓄库容计算中,其结果可为流域防洪及地表水与地下水联合优化调度提供重要的参考和依据.     

干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型研究

通过动态耦合运算分布式地下水模拟模型与水资源优化配置模型的技术路线,建立了干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型,该模型既可以对灌区地表水和地下水进行优化调度,又可以合理控制区域地下水位.最后将耦合模型应用到黄河流域某灌区,并对灌区2020和2030年的水资源进行了优化配置,同时对不同区域的地下水埋深进行了控制.研究成果可为干旱灌区的水资源高效利用、盐碱化防治等方面提供借鉴和参考.     

干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型研究

通过动态耦合运算分布式地下水模拟模型与水资源优化配置模型的技术路线,建立了干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型,该模型既可以对灌区地表水和地下水进行优化调度,又可以合理控制区域地下水位.最后将耦合模型应用到黄河流域某灌区,并对灌区2020和2030年的水资源进行了优化配置.同时对不同区域的地下水埋深进行了控制.研究成果可为干旱灌区水资源高效利用、盐碱化防治等方面提供借鉴和参考.     

埕岛油田6A+B区块油藏动态调控

埕岛海上油田油层多,储层平面上和纵向上物性差异大,非均质性较强,采用分层注水工艺开发不能较好地控制整个油藏的水驱效果.针对埕岛油田采油速度低、含水上升较快等问题,提出一种新的最优油藏动态调控方法.该方法将油藏视为一个复杂的动态系统,以油藏开发生产净现值最大化为目标,通过求解描述油藏开发生产的优化模型,实时优化油藏的输入输出调控参数,获取该时刻最优的生产方案.利用该方法对埕岛油田6A+B典型区块进行的实例分析结果表明,获得的最优生产方案符合油田实际.     

喀斯特地下水库的基本原理及成库条件

喀斯特化岩体中存在着大小不等、形状各异的溶孔、溶隙、溶洞和管道构成的地下空间。在垂直水动力分带中,下部饱水带中的地下空间充满喀斯特地下水,而包气带中的地下空间中绝大部分是空气。兴建喀斯特地下水库就是选择合适的地段,修建地下坝或地表坝,拦截地下水,抬高地下水位,利用包气带中的地下空间或与之相通的地表洼地蓄水,形成地下水库。喀斯特地下水库是喀斯特区开发喀斯特水资源的有效方法之一。在一些特定的喀斯特自然环境下,它可能是唯一有效的方法。     

考虑库底吸收作用时挡水坝的抗震分析

本文基于分区加权余量法的思想,提出了一种配点-伽辽金混合方案研究考虑库底吸收作用时挡水坝的地震反应.分析中计及了库水和地基的动力相互作用效应,所建议的方法在水平或竖向地震作用下,对于垂直和倾斜坝面,可压缩和不可压缩水体,完全反射和部分吸收的库底条件,均可以采用统一的计算格式,并具有较高的计算效率.文中还通过所举算例,讨论了地基柔性、水体可压缩性和库底吸收作用等对水坝地震反应的影响.     

储层毛管压力曲线构造方法及其应用

为了连续获取储层毛管压力曲线评价储层孔隙结构,针对储层毛管压力资料非常有限这一问题,以169块不同类型的岩芯压汞资料分析为基础,提出了利用常规孔隙度、渗透率等参数构造毛管压力曲线的新方法,并建立了毛管压力曲线的构造模型。通过与实际岩芯压汞毛管压力曲线的对比,验证了构造模型的准确性,并提出优选综合物性指数模型来连续构造毛管压力曲线。将该毛管压力曲线应用于实际储层评价中以求取平均毛管半径、最大毛管半径和储层含水饱和度等地层参数以及评价储层的孔隙结构,与岩芯分析结果以及油田现场利用测井模型解释获取结果对比表明,新模型计算的结果是真实可靠的。