基于遗传算法的皮尔逊Ⅲ型曲线参数估计

皮尔逊Ⅲ型频率曲线参数估计时,常用方法有矩法、权函数法和适线法等,这些方法各有缺陷.根据遗传算法全局寻优的原理与特点,采用遗传算法计算皮尔逊Ⅲ型频率曲线的三个参数,并和其他方法进行了对比验证.结果表明,遗传算法得到的频率曲线与实测资料误差小,拟合精度高,是一种较好的计算方法,值得推广应用.     

计算机图解适线法

该文编制的计算机图解适线法程序,对于总体为皮尔逊Ⅲ型分布的样本系列,能够利用计算机屏幕(或绘图仪)目估适线。主要计算结果为适线法确定的参数X、CV和CS,以及任何指定频率的设计值XP。     

基于多方法的高海拔城市暴雨强度公式分析

以定量衡量区域降雨规律为目标,推求了林芝市巴宜区城市的暴雨强度公式,收集了1993~2016年共计24年的降雨数据整编资料;采用年最大值法筛选出11个不同降雨历时的暴雨数据并进行水文频率统计分析;选取对数正态分布曲线、耿贝尔分布曲线和P-Ⅲ型分布曲线进行频率适线;采用麦夸特全局优化法、准牛顿全局优化法、模拟退火法、粒子群算法以及遗传算法分别对三种适线结果进行暴雨强度总公式的参数求解。结果表明:耿贝尔分布曲线相对另两种曲线精度最好,五种计算方法对三种曲线结果进行求解得到的暴雨值与实测值误差分析均符合要求。     

控制暴雨公式参数精度的综合误差法

分析传统暴雨公式推导过程中存在的几点问题,针对暴雨公式推导的传统算法中先以样本抽样误差最小为目标函数,再以公式统计误差最小为目标函数的思路进行改进,提出以抽样误差和统计误差之和为目标函数,以抽样误差和统计误差同时小于误差允许值为辅助约束条件的综合误差法。使用某市32年降雨资料进行试算,依据传统算法和综合误差法的误差控制方式,使用皮尔逊Ⅲ型曲线和指数曲线推求四参数暴雨公式,使用皮尔逊Ⅲ型曲线推求五参数、六参数暴雨公式进一步验证,最终拟合精度结果显示综合误差法误差控制明显好于传统算法。     

基于经验频率点据的暴雨公式参数研究

研究暴雨公式参数可为小流域设计洪水计算、山洪灾害防治和城镇排涝提供科学依据,对城镇规划和流域生态环境建设具有重要的意义。以陕西省18个主要气象站1984-2013年实测暴雨资料为依据,采用年最大值选样法选取了10、30、60、90和120 min 5个短历时的暴雨系列,分别依据经验频率点据的全系列和P50%半系列以及P-Ⅲ型频率曲线拟合得到的全系列和P50%半系列4个系列,应用麦夸尔特法求解了4参数暴雨公式的参数,分析了参数的精度,并研究了暴雨公式参数的地区性规律。结果表明:基于经验频率点据计算的暴雨公式精度比基于P-Ⅲ型曲线计算的公式精度高;基于P50%半系列比基于全系列计算的暴雨公式精度高;基于经验频率点据P50%半系列推求暴雨公式参数是最有效的途径;暴雨公式各参数与站点经纬度和高程在秦岭以北具有显著的线性相关性。     

干旱区枯季径流频率线型优选及参数估计方法初探

目前,对枯水径流的分析和预测工作都还比较薄弱,尤其在西北干旱地区。枯水径流在水力发电、农业灌溉以及城市工业和生活供水等方面都有重要的意义。采用PPCC检验方法对我国常用的5种水文频率分布线型进行检验,确定适合乌鲁禾齐河流域的最优线型为皮尔逊Ⅲ型;以参数、设计值的不偏性和有效性为评价标准,对4种主要的P-Ⅲ型分布参数估计方法：矩法、适线法、权函数法及线性矩法,进行统计试验综合比较研究,确定线性矩法为P—Ⅲ型分布较优的参数估计方法。     

水库多年调节的实用计算公式

水库兴利库容的多年调节计算,通常应用图解分析法,工作量相当繁重.自1936年?·Φ·普列什柯夫提出线解图后,固定供水多年调节水库的兴利计算已大为方便,至今仍在沿用.但普氏线解图不能解决变动供水情况下多年调节计算问题,即使是固定供水情况,也因河川年径流系列不符合皮—Ⅲ型频率曲线而不能使用;或虽符合皮—Ⅲ型频率曲线,如C_s≠2C_v,则还须变换参数,但参数一经变换,又往往超出原图的范围而无法查用.     

基于指标洪水法的淮河流域洪水频率分析研究

基于指标洪水法,收集了淮河流域中淮河、洪河、大运河等水系27个水文测站的多年最大洪峰序列,使用"水文相似性"聚类分析方法把淮河流域划分为4个水文分区,通过了分区合理性检验。采用P?Ⅲ型分布作为水文相似性分区的统一分布线型,并利用线性矩法估算出了区域洪水频率曲线的分布参数,最终得到淮河流域内27个水文站点的洪水频率曲线和设计洪水。     

基于遗传算法的离心泵叶片水力性能优化

建立了一种基于遗传算法的离心泵叶片型线水力性能优化方法。区别于传统优化方法,此方法通过CFD技术求解离心泵叶片的水力性能,以离心泵水力效率及理论扬程作为优化目标进行多目标优化。包含3个主要步骤: 基于蒙面法和三次B样条曲线的三维叶片型线参数化;基于NUMECA商用软件的计算域网格划分及流场求解;基于多目标遗传算法的全局优化。应用此方法对某单级单吸蜗壳离心泵水力性能进行了多目标优化,优化结果表明离心泵水力效率及理论扬程分别提高了     

基于遗传算法的离心泵叶片水力性能优化

建立了一种基于遗传算法的离心泵叶片型线水力性能优化方法.区别于传统优化方法,此方法通过CFD技术求解离心泵叶片的水力性能,以离心泵水力效率及理论扬程作为优化目标进行多目标优化.包含3个主要步骤: 基于蒙面法和三次B样条曲线的三维叶片型线参数化;基于NUMECA商用软件的计算域网格划分及流场求解;基于多目标遗传算法的全局优化.应用此方法对某单级单吸蜗壳离心泵水力性能进行了多目标优化,优化结果表明离心泵水力效率及理论扬程分别提高了0.35%和0.944%.     

自适应差分进化算法在灌区频率分析中的应用

在较短水文系列下灌区规划设计水文频率分析中,枯水设计年的年径流量和年降雨量的精确度难以保证。差分进化算法具有收敛快、参数较少、较强的鲁棒性等特性,但标准差分进化算法具有搜索能力与开发能力相矛盾的缺点。【目的】引入一种随机扰动与三角函数相结合的迭代结构,保证迭代过程中变异随机性的同时加大收敛速率,构建可用于有较短水文系列的P-Ⅲ型分布曲线参数估值的自适应差分进化算法。【方法】以江西省赣州市南康区窑下坝站的实测降雨资料为例,分别选取1956—2010年和1981—2010年实测降雨量资料为长短系列降雨资料,计算长系列降雨资料下应用OLS准则的离差平方和及其在不同迭代次数下的标准差,计算长短系列降雨资料下不同枯水年的设计值,将自适应差分进化算法与遗传算法及传统的参数估计方法加以比较。【结果】自适应差分进化算法效率高、精度高、寻优结果稳定、鲁棒性强,在长短系列之间4个枯水年的设计值的误差之和最小。【结论】自适应差分进化算法适用于灌区规划的水文频率分析。     

基于实码的加速遗传算法在水文地质参数反演中的应用

采用遗传算法的一种改进算法基于实码的加速遗传算法(RAGA)对一地区的水文地质参数(渗透系数K,潜水给水度μ)进行了反演计算,并建立了与数值方法耦合的数学模型。同时与基于实码遗传算法(RGA)、人工调参法在水文地质参数反演中的应用进行了对比。研究表明:与其它2种方法相比,基于实码的加速遗传算法在水文地质参数的反演中具有全局优化,加快收敛的优点。     

遗传算法在离心泵优化设计中的应用

介绍和探讨了离心泵的遗传算法优化设计方法;首次采用遗传算法,对低比转速离心泵参数的优化设计方法进行了研究,建立了中低比转速离心泵叶轮参数优化设计的数学模型,将多目标优化设计转化为单目标优化设计问题．对一台低比转速离心泵的叶轮进行了优化设计,经过多次选择、交叉和变异等遗传操作和大量计算,得出了参数优化设计结果,并与传统方法设计的泵作了比较．结果表明,采用遗传算法优化设计的叶轮,其泵效率有所提高,并消除了扬程曲线的驼峰现象;与传统设计方法相比,遗传算法优化设计具有思想简单、易于实现、应用效果显著等优点,因此更合理、更严谨．     

应用极差法求年灌溉用水量频率曲线的方法

灌溉用水量是水利化区划、灌区规划设计及管理运用的基本依据。除西北干旱地区以外,在灌溉水库径流调节计算中,无论是时历法、典型年法还是统计法,都需要年灌溉水量频率曲线。确定年灌溉水量(定额)频率曲线的统计参数,需要根据逐年灌溉水量资料求得。求逐年灌溉水量(定额)要求具备大量的试验、调查数据及气象水文资料,而且需要进行多年逐日田间水量平衡计算,相当费时。通过降雨量与有效降雨量相关法计算灌溉水量(定额),比按逐日田间水量平衡计算方法简化,但仍需计算多年灌溉水量(定额),还是相当麻烦的。     

改进遗传算法在泾惠渠灌区水文地质参数求解中的应用

水文地质参数是地下水水量计算和含水层富水性评价的重要依据。利用改进遗传算法,利用实测水位恢复资料求取泾惠渠灌区水文地质参数,并通过地下水流数值模拟进行参数验证。结果表明,改进遗传算法比传统配线法获得的参数值更加精确。因而,作为一种全局最优化的方法,改进遗传算法具有简单、快捷的特点,其计算效率高、无人为干扰,能够快速搜索到可行性解,可广泛用于水文地质参数的求解。     

基于Copula函数的三维非连续序列洪水频率分析

考虑洪峰与洪量之间的相依性和历史洪水资料,建立基于Copula函数的三维非连续序列洪水频率分析模型,探讨洪水三变量的联合概率分布和条件概率分布。以龙滩水库设计洪水为例,用Copula函数构造边缘分布为P?Ⅲ分布的洪水联合分布,分别用适线法和极大似然法估计P?Ⅲ分布和Copula函数的参数,通过K-S法、AIC信息准则、OLS准则和Genest-Rivest方法验证模型的合理性。结果表明模型合理可信,联合设计值均接近并略大于单变量分析方法的成果,且重现期越长越接近;确定条件下的重现期小于超过该条件时的重现期。模型为多变量非连续序列洪水频率分析计算提供了一种新方法。     

疲劳分析中局部应力-应变法的若干研究

本文讨论了在疲劳寿命估计的局部应力-应变法中使用的三条曲线,即应变-寿命曲线、循环应力-应变曲线和循环应力-应变滞后环曲线。为了改进有关计算方法,用最小二乘法对这三条曲线进行了拟合,得出了以应变为参数的表达式。 本文还介绍了“峰值暂存法”,并给出了以它为核心的估算疲劳裂纹形成寿命的FORTRAN Ⅳ程序。计算的结果和试验数据相符很好。 最后,用本文提出的程序对7C-3型农用挂车后轴在垂直载荷下的疲劳寿命进行了预测。其结果与实验结果符合较好。     

基于数值模拟的太湖流域地区节水条件下水田灌排水量研究

太湖流域内农业用水粗放,水利用效率低下,农业面源污染严重,推广水稻节水灌溉势在必行。为了研究水稻节水灌溉对太湖流域用水总量控制的影响效应以及对太湖流域水资源量和水环境的影响效应,需要弄清在不同保证率下节水灌溉和淹水灌溉单位面积的灌溉水量和排水量。改进了逐日水量平衡法中蒸散发项和渗漏项的计算方法,并对该方法中各个参数的确定做了说明。最后以杭嘉湖区为例,选用1956-2000年系列资料模拟灌溉排水过程,同时采用P?Ⅲ型曲线计算不同保证率下节水灌溉和淹水灌溉的灌溉水量,并比较了两者的效益。     

车辆换挡系统调压阀优化设计与试验

针对车辆换挡充油过程中离合器充油压力曲线的实际值与理想值之间存在偏差的问题,建立了包含供油单元、电磁换向阀、调压阀和离合器的换挡系统仿真模型,采用AMESim对充油过程进行仿真分析。以充油压力为优化目标,应用误差积分准则确定优化函数,通过Pareto图得到调压阀中影响充油压力的关键参数为阀口开度、弹簧预紧力和阻尼孔直径。分别采用二次拉格朗日非线性规划算法(Non-linear programming by quadratic Lagrangian,NLPQL)和遗传算法(Genetic algorithms,GA)对上述参数进行优化。对比优化后的仿真充油曲线与理想充油曲线,可知遗传算法为最优算法,并确定了调压阀的最优结构参数。根据控制变量法设计试验方案,结果表明,采用遗传算法优化后,换挡系统的稳定性在一定程度上得到提高,其充油过程更加符合理想充油过程,换挡品质得到改善。     

水文频率计算的误差分析及安全性研究

在水文频率计算中由于误差的存在，使得估计值与实际值之间存在偏差，这种偏差导致在水利工程设计中产生了不安全因素。本文就此提出了安全保证率的概念，并运用统计试验的方法，对用矩法估计水文计算参数时的安全性进行了研究，并对设计值服从的P-III型分布各主要参数对安全性的影响进行了研究，为提高水文频率计算的安全性指出了研究方向，提供了检验手段。