灰色自记忆模型及其在新疆和田地下水埋深预测中的应用

运用灰色微分方程与自记忆原理相结合的方法,建立了地下水埋深预测的灰色自记忆模型,并以新疆和田市地下水长期观测井GW9为例进行了埋深模拟和预测。结果表明,该模型具有较高的模拟及预测精度,且简洁实用。     

基于机器学习模型的沙漠腹地地下水含盐量变化过程及模拟研究

为了研究塔克拉玛干沙漠腹地的地下水盐分变化规律,模拟地下水盐分变化过程,评价适合该区域的地下水变化规律的模型。通过对研究区蒸发量、降水量、气温、气压、地下水位、地下水电导率数据的统计分析,揭示了地下水含盐量及其影响因素的特征;使用GP模型、GPLVM模型和BP人工神经网络模型以及综合模型,模拟了气候变化和人类活动双重影响下的地下水含盐量变化过程,并评价了模型的模拟结果。研究结果表明:(1)研究区地下水流动系统主要受气候变化和人类活动的影响,地下水位在局部地区随开采过程呈现波动变化。地下水位变化过程与气压的变化规律相一致;而气温和蒸发量的季节变化规律相一致。地下水盐分含量呈上升趋势。(2)GP模型对于地下水含盐量的预测效果最好;GPLVM模型对于已知地下水含盐量条件下,与其他环境因素进行多元回归分析的拟合效果最好。而GP、GPLVM和BP人工神经网络模型的综合模型,对于包括模型训练和模型预测的全体数据集的拟合和预测效果最好。     

气液两相流瞬变流数值模拟研究

根据双流体模型建立了气液两相流瞬态水力学模型,对数学模型进行了特征化分析,利用模型方程的特征值和左特征向量将偏微分方程组转化为常微分方程组。以预估-校正法为基础,采用差分特征线算法进行数值求解,并编制了相应的程序。在大型多相流试验环道上进行了气量快速增加和减小的试验,计算值与试验值的比较结果表明,算法的收敛性和稳定性很好,程序较好地预测了气相流量瞬变过程中的压力和含气率的变化,能够分析瞬态流动过程中各参数的变化。     

长输管道严密性漏失检测新方法

运用连续性方程、动量方程和状态方程转化而成的非线性偏微分方程组描述了天然气长输管道的试压漏失流动情况。采用线性化方法,将非线性偏微分方程组简化成线性热传导方程。根据试压阶段气体运行的特点,建立了描述天然气长输管道试压阶段单点泄漏的线性偏微分方程模型。将漏失位置和漏失强度的辨识转化为关于微分方程边界条件反演的偏微分方程反问题,并根据严密性试压特点,给出了确定泄漏位置、泄漏强度系数与泄漏衰减系数的2个补充条件。采用Laplace积分变换导出了计算泄漏位置、泄漏强度系数和泄漏衰减系数的数学表达式。在此基础上应用"压缩映像原理"构造数值计算格式并编制了计算机程序。实际算例的计算值与实际情况吻合较好,可基本满足输配气管网试压阶段泄漏检测的需求。     

考虑土壤水平衡的灌区水资源优化配置研究

针对内蒙古河套灌区解放闸灌域地下水埋深较浅且矿化度高及黄河水量逐年减少等因素导致的农业用水严重短缺问题,本研究以解放闸灌域玉米为研究对象,耦合Jensen模型与土壤水平衡模型构建灌区尺度灌溉水资源优化配置模型,对不同的地下水埋深及土壤含水量情景下水资源优化配置方案进行研究,并利用Lingo软件编程求解模型。结果表明:当地下水埋深为2.5m时,引黄水量为3.85×10~8 m~3,可以达到5.55×10~8元的净经济效益;而土壤水含量为0.12～0.16时,净经济效益为[5.41,5.67]×108元。优化结果验证了模型在当地可行,并针对河套灌区解放闸灌域的不同土壤含水量与地下水埋深情景分别提供14种配水方案。     

灌区地表水和地下水联合调度模型研究

灌区水资源的优化调配对于提高农业水资源的利用效率和灌区的经济效益具有重要的意义。为了对灌区水资源进行优化调配,实现灌区水资源的可持续利用。利用大系统分解协调、线性规划、动态规划等方法建立灌区地表水和地下水联合调度模型,该模型具有减化系统复杂性,减少计算工作量的特点。模型在彭楼灌区水资源优化配置中进行应用,对灌区地表水和地下水进行联合调度,制定了区域配水方案,所得结果合理。     

拟M—阵和广义M—阵

在椭圆型偏微分方程数值解法中，经常遇到Ｍ－阵与Ｓｔｉｅｌｔ－ｊｅｓ－阵，本文进一步拓广Ｍ－阵的概念，并研究它们的性质及其在线性方程组迭代解法中的作用。     

基于人工神经网络的井灌水稻区地下水位预测

利用带动量项学习规则的改进 BP算法 ,对三江平原创业农场井灌水稻区逐月地下水埋深进行了模似仿真 ,将人工神经网络技术 (ANN)与广大井灌水稻区生产实际相结合 ,通过网络检验与预测 ,模型精度与预测精度均达到满意效果。该网络模型对于节约地下水开采量 ,恢复该地区的地下水动态平衡、制定农作物优化灌溉制度、发展节水灌溉、促进农业及水资源的可持续发展提供参考作用     

彭楼灌区多水源联合优化调配模型建立与应用

多水源联合调配是水资源合理配置的一个重点。实践表明,多水源的联合运用不仅可以增加水资源的利用量,同时还可以使农业生产和环境条件得以改善,并产生较大的经济效益。本研究以彭楼灌区为例进行灌区地表水、地下水联合优化配置研究,并基于大系统分解协调理论建立了灌区地表水、地下水联合优化的三层谱系结构模型。在对边界及水源条件确定合理约束基础上,用此模型对彭楼灌区进行水资源优化,结果表明：此模型符合客观实际,对于提高水资源利用效率,缓解灌区水资源短缺和控制地下水超采等问题具有很强的适用性。     

彭楼灌区多水源联合优化调配模型建立与应用

多水源联合调配是水资源合理配置的一个重点.实践表明,多水源的联合运用不仅可以增加水资源的利用量,同时还可以使农业生产和环境条件得以改善,并产生较大的经济效益.本研究以彭楼灌区为例进行灌区地表水、地下水联合优化配置研究,并基于大系统分解协调理论建立了灌区地表水、地下水联合优化的三层谱系结构模型.在对边界及水源条件确定合理约束基础上,用此模型对彭楼灌区进行水资源优化,结果表明:此模型符合客观实际,对于提高水资源利用效率,缓解灌区水资源短缺和控制地下水超采等问题具有很强的适用性.     

Studies on Resource Management of Sanjiang Plain Groundwater with the Analytical Finite Method Based on Square Grid

This article established groundwater flows differential equation mathematical model of Sanjiang Plain on the hydrology theory foundation, and used the analysis finite element method to liner change the differential equation into the large-scale system of linear equations. It took linear equations as a part of constraint conditions of the optimized model, carried on the groundwater flow status equation and the optimized model the coupling, and carries on the solution with the Lingo software. The results indicated that this local shallow layer groundwater resources were rich and have the big development potential. But recent years water resources disposition was unreasonable and ground water mining quantity was oversized, these caused the region water flux to assume the drop tendency.     

地温随地面高度变化的曲线拟合

利用统计软件SPSS,对2010年3、4月肃北县地温与地面高度的数学关系从统计学角度进行了分析,对地面温度随地面高度的变化进行了曲线拟合,并对获得的各类曲线进行了相应的显著性检验、F检验以及相关系数的检验;为了检验方程的可信度,又对观测值与预测值进行了对比分析,最终确定肃北县地面温度随地面高度的变化规律。结果表明,2010年3、4月肃北县地面温度随地面高度的变化拟合曲线中,三次曲线方程的解释能力最大,显著性水平很高,即三次方程具有很高的可信度,能够很好地反映地面温度随地面高度的变化规律,是最优的拟合曲线。     

绿洲农区与非绿洲农区棉花生产潜力评价与分析

本文对种植棉花的绿洲农区和非绿洲农区的气候资源特点和棉花特殊栽培技术进行了比较分析，并对两个农区的光合生产潜力、光温生产潜力、光温水（气候）生产潜力进行了分析，结果表明绿洲各主要棉区的光热水资源优于非绿洲各主要棉区，光温水潜力高。在此基础上，对提高绿洲农区和非绿洲农区棉花生产潜力的有关方面进行了探讨，为绿洲农区和非绿洲农区农业资源的优化配置和农业结构调整提供理论依据，以期最大限度地发挥各主要棉区光、热、水资源潜力，实现棉花产量的进一步提高。     

高阶线性脉冲泛函微分方程解的振动性与渐近性研究

对高阶线性脉冲泛函微分方程振动性和渐近性态进行了研究，得到解振动和渐近的充分条件．     

一种实用的水饱和蒸汽压拟合方程

本文运用二元线性回归法,采用水饱和蒸汽压的公认数据,拟合出了300℃以下适用的水饱和蒸汽压方程,并对其应用进行了讨论.     

二阶变系数线性微分方程及其衍生方程

目的探究二阶变系数线性微分方程的求解.方法从构造二阶变系数线性微分方程解的形式出发,给出正负各级衍生方程的概念.结果得到二阶线性微分方程衍生方程的存在性,各级衍生方程的递推公式,导出二阶变系数线性微分方程与衍生方程解的关系.结论得到二阶变系数线性微分方程求解方法的重要结论.     

求解非线性Black-Scholes模型的自适应小波精细积分法

针对非线性Black-Scholes方程，基于quasi-Shannon小波函数给出了一种求解非线性偏微分方程的自适应多尺度小波精细积分法.该方法首先利用插值小波理论构造了用于逼近连续函数的多尺度小波插值算子，利用该算子可以将非线性Black-Scholes方程自适应离散为非线性常微分方程组；然后将用于求解常微分方程组的精细积分法和小波变换的动态过程相结合，并利用非线性处理技术（如同伦分析技术）可有效求解非线性Black-Scholes方程.数值结果表明了该方法在数值精度和计算效率方面的优越性.     

小流域地表水资源动态模型研究

通过在小流域中进行降雨径流定点观测,建立地表水资源动态模型,对模型中影响地表水资源变化的物性参数地形系数(T)、土壤系数(S)和覆盖系数(C)的计算方法和实验结果进行论述,同时在仁国小流域上进行了验证。结果表明,该模型能够对小流域地表水资源进行动态监测,从而使有限的水资源更好地为生产和生活服务。     

采用有限差分法计算阶梯轴的弯曲刚度

以轴的弯曲变形微分方程的基础;利用有限差分法推导出阶梯轴弯曲变形三对角线性方程组,建立了计算化轴挠曲线的数学模型,并通过计算机进行数值运算,为求解阶梯轴的弯曲刚度提供了快速、准确的计算方法。     

森林资源的卡尔曼滤波

本文引入Kalman滤波理论中状态变量的概念,将森林资源看作一个系统,描述森林资源状况的随机变量是系统的待估状态,通过建立由生长方程和抽样观测方程组成的线性滤波模型,利用Kalman基本方程,对森林资源的现状、将来及过去分别作出滤波、预测和平滑估计.在给出森林资源滤波模型一般形式的基础上,根据观测信息的不同,将滤波模型分为:以样本均值为观测值的滤波模型(KFM-1)和直接以样本单元值为观测值的滤波模型(KFM-2).模型经福建省1983、1988年两期杉木资源清查材料验证表明:KFM-2优于KFM-1;动态估计优于静态估计;Kalman滤波优于SPR动态估计.尤其在样本量小、两期相关不紧密时,Kalman动态估计的相对效率更高.