基于Copula函数的开都河年径流预测

河川径流量的准确预测对于水库调度、区域水资源优化配置具有重要意义.本文以新疆开都河为例,运用Copula函数将自变量和因变量的相关程度和相关模式有机结合,构建两变量联合分布函数,研究两变量与联合分布之间的相依结构;在此基础上,根据样本值未知的因变量边缘分布与联合分布关系,结合样本值己知的自变量概率分布,对因变量未知值进行预测.结果表明:基于Copula函数的预测方法原理明晰、计算简便、性能稳定、预测精度较高.     

黔中调水工程水源区与受水区丰枯遭遇分析

针对黔中调水工程的水源区和受水区的丰枯遭遇对工程水量调度方案的制定有重要影响,运用Copula方法构造了黔中调水工程水源区与各受水区全年降雨量的联合分布,并用所建模型对水源区与各受水区,受水区与受水区之间的丰枯遭遇进行了研究。通过Copula函数方法与传统统计法对比,2种方法计算可得水源区和受水区丰枯组合中对调水有利的概率均大于75%,但统计法计算精度与样本序列长度有关,而Copula函数方法刚好能弥补这方面的不足,同时在计算连续概率方面更有优势。结果证明运用Copula函数方法来描述黔中调水工程不同水文区的丰枯遭遇问题是可行的。     

基于Archimedean Copula函数的洪水多要素联合概率分布研究

应用Archimedean Copula函数,探讨洪水多要素的联合概率分布和条件概率分布。以大渡河流域丹巴站49年的洪水资料为基础,根据图形分析法和AIC信息准则选择拟合效果好的Copula函数计算洪峰、洪量、历时的联合概率分布和条件概率分布,并绘制相应的条件重现期图。结果表明,Gumbel Copula可以较好的拟合洪峰与洪量,而Frank Copula对于洪峰与历时、洪量与历时及洪峰、洪量和历时的三维联合分布效果最好。通过情景设置分别计算不同条件下洪水特征变量的二维和三维条件概率分布和相应的条件重现期。Copula函数全面考虑了洪水特征量之间的相依性,可用于洪峰、洪量和历时联合概率分布的计算。     

松花江流域水文干旱联合概率分布特征研究

利用松花江流域水文站1957-2006年的径流量,采用游程理论、Eviews统计软件以及Copula函数对松花江流域水文干旱特征以及水文干旱联合概率分布特征进行了研究。结果表明:Eviews统计软件能够较好地得出时间序列符合的概率密度函数;G-H Copula函数以及Clayton Copula函数能够较好地拟合2个变量(干旱历时、干旱烈度)的独立分布;Copula函数能够考虑水文干旱的极值,对于分析松花江流域水文干旱联合概率分布是适用的。     

相依结构和边际分布对水文多变量概率分布的影响

以Gumbel-logistic模型和阿基米德Copula族中的Gumbeb-Hougard Copula模型为例研究了不同相关性描述方法和边际分布型式对多变量联合概率的影响。拟舍优度检验结果表明,基于变量秩相关系数构建的Copula函数模型优于基于变量的线性相关关系而建立的其他各类模型,如Gumbel—logisti...     

基于Copula函数的叶尔羌河流域洪水要素联合分布研究

叶尔羌河流域地处中国新疆南部,发源于喀喇昆仑山脉,洪水灾害频发。基于Copula函数分析了叶尔羌河流域卡群水文站洪峰流量与洪量的联合频率分布特征,绘制两变量组合下的联合概率分布图及联合重现期、同现重现期等值线图,并比较了同重现期条件下,洪峰流量、洪量单变量设计值与联合设计值的区别。结果表明:Gumbel-Hougaard Copula函数可较好地拟合洪峰、洪量的相关关系;对同一频率下联合分布推求的洪水设计值比单变量设计值大,偏于安全。基于Copula函数的组合变量概率分布能较好地描述洪峰流量、洪量特征的联合分布,较为全面地反映组合特征的洪水发生的概率和重现期,进一步反映洪水风险,为该流域水利工程规划设计和风险评估提供依据。     

基于Copula函数的松花江流域水文干旱频率分析

[目的]基于Copula函数对松花江流域进行水文干旱频率分析.[方法]利用可变阈值法识别日尺度水文干旱事件的历时和烈度,并进行融合处理;选择6种常用的分布函数拟合干旱特征变量,以Kolmogorov-Smirnov检验法优选单变量边缘分布;从3种Copula函数中优选函数模型,建立了干旱历时和烈度二维联合分布,并计算联...     

基于Copula函数的HW一致性检验修正方法

识别地区分布相同的站点,划分为一致区,是运用地区线性矩法进行降雨频率分析的基础。雨量序列间的相关性往往导致Hosking-Wallis一致性检验的结果偏小,影响检验的准确性。利用江西省936站24 h年最大降雨量序列,研究实测雨量资料间的相关性随资料长度及站点距离的分布。结合Hosking-Wallis一致性检验的定义,定性分析雨量资料相关性对检验结果产生影响的原因,并通过蒙特卡洛模拟实验,定量分析相关性大小对检验结果的不同影响。同时,根据雨量资料相关性对一致性检验产生影响的原因及特性,基于正态Copula函数生成与研究区域资料序列具有相同相关性的人工模拟资料,对Hosking-Wallis一致性检验进行修正,以蒙特卡洛模拟实验证明该修正方法的有效性。     

天津北三河系降雨丰枯遭遇问题研究

流域间的降雨丰枯遭遇问题研究是洪水资源利用的基础,尝试将三维Copula联合分布模型应用于丰枯遭遇分析中,并采用集对分析的丰枯统计思路,将其分析结果写为联系度形式,进而与二维Copula联合分布模型和集对分析的结果相互印证,结果表明,3种方法分析结果一致,即北三河系各流域间的降雨,即自产水丰枯遭遇的机会较多,存在一定的丰枯同步性,印证了采用二维和三维Copula函数对各流域降雨进行丰枯遭遇联合分析方法的可行性和可信性.     

感潮河段洪潮遭遇概率研究

以位于珠江三角洲感潮河网地区的洪潮遭遇概率问题为实例,对当前应用较多的各种二变量联合概率模型进行了比较研究,包括混合Gumbel分布、Gumbel-Logistic分布、以及阿基米德族Copula函数中的Gumbel-Hougard Copula模型、Clayton Copula模型、Genest-Ghoudi Copula模型等。结果表明,不同的二变量概率分布模型对于变量之间的相关性都有不同程度的限制,实际应用时需要首先根据水文变量的相关性特点选择适宜的模型。Copula函数模型则不限定边际分布型式,比混合Gumbel模型和Gumbel-Logistic模型具有更强的灵活性。多种拟合优度检验方法对各模型的检验结果表明,虽然各模型都能通过K-S检验,但其拟合优度有显著不同,实际应用时需进行拟合优度检验以择优。     

服役堤坝边坡稳定最危险滑动面的

根据结构可靠度基本原理和边坡稳定计算的瑞典法基本概念，不经过分条，直接建立和推广了堤坝边坡任意滑动面的稳定可靠性分析的极限状态方程，并给出了广义抗力和广义荷载效应的显式函数式；对于存在不同渗流情况下的计算，利用边坡稳定的确定性分析中替代容重概念，建立了考虑渗流作用下的边坡可靠度计算模型；利用蒙特卡罗模拟法编制了寻找最危险滑动面的程序，可计算分析服役堤坝的边坡稳定最大失效概率。计算例题表明，这种计算方法可行，而且可以方便地寻找到最危险滑动面以及对应的稳定可靠度分析中的最大失效概率，为服役堤坝的稳定可靠度计算提供了一种较简便和实用的方法。     

基于Monte Carlo抽样的响应面法零件结构可靠性分析

通过综合分析Monte Carlo法和响应面法的特点,运用ANSYS建立零部件的结构参数化可靠性模型,选择了经过简单Monte Carlo抽样的样本点作为响应面的拟合样本点,拟合出零件结构可靠性的响应面。最后以此响应面替代有限元模型进行大量Monte Carlo抽样得到零件可靠度,达到了更方便高效的对零件进行可靠性分析的目的。文中最后以汽车转向直拉杆作为分析实例,为现代机械零件可靠性分析提供了一种高效途径。     

基于ANSYS/PDS的泵轴可靠性分析

为提高泵轴的可靠性,设计时按照工程实际,将泵轴的几何尺寸、载荷、应力以及疲劳极限等各参数视为随机变量,采用蒙特卡罗模拟技术,通过Pro/E三维实体建模、模型导入ANSYS进行静应力分析、生成概率分析文件、使用PDS模块计算可靠度等步骤,可以得到比传统设计方法精度高的泵轴失效概率及可靠度.以DLY25—270/9—37型立式多级油泵的泵轴为例进行计算,在置信度为95%时,该泵轴的可靠度为99.87%;表明这种利用ANSYS/PDS模块对泵轴进行可靠性分析的方法是可行的,为泵轴的可靠性设计提供了新的思路,具有一定的工程应用价值.     

基于蒙特卡罗方法的区域规划河网水流计算

从非恒定流能量方程出发,建立随机游动模型,用蒙特卡罗方法数值模拟区域规划中的河网水流运动。蒙特卡罗方法与常用的求解一维圣维南方程组的方法相比,计算结果基本一致,二者水位相对误差不到1%。实际计算中,蒙特卡罗方法较目前常用方法灵活,对节点编号无要求,可方便地加支或减支,计算程序也很简单,但对整个河网进行计算时速度要慢一些。     

基于APDL参数化建模的轴系可靠性

运用大型通用有限元软件ANSYS提供的PDS模块,以泵轴的几何尺寸、载荷、应力、弹性模量以及强度极限等参数作为随机输入变量,根据应力-强度干涉理论,建立极限状态函数;通过APDL参数化设计语言,建立泵轴参数化三维实体模型,根据实际受载情况,对泵轴进行静应力分析,生成概率分析文件,选用蒙特卡罗有限元方法和拉丁抽样法对泵轴进行可靠度设计,得到比传统设计方法精度高、易于实现的泵轴失效概率及可靠度.以HS1K型碱泵的泵轴为例进行计算,获得了碱泵的应力概率分布特征,在置信度为95%时,该泵的可靠度为99.75%.实践表明,利用ANSYS/PDS模块对泵轴进行可靠性分析,能为生产厂家改进设计提供理论依据,具有一定的工程应用价值.     

应用蒙特卡罗法分析供水管网

首次将蒙特卡罗法应用于供水管网分析,建立了相应的随机游动模型,并对管网中常见元件水塔（池）、供水泵、普通阀门、减压阀、逆止阀、增压泵给出了具体的计算处理方法。实例计算表明,采用蒙特卡罗法计算简便、灵活,所需计算机内存少,便于对多水源的复杂管网进行水力计算。     

智能灌溉系统的可靠性仿真研究

介绍了一种智能灌溉系统的构成及其工作原理,并对该系统的可靠性进行了研究;分析了系统的失效模式,进而建立了系统的故障树;利用Monte Carlo法进行可靠性仿真,给出了仿真结果,并根据仿真结果对系统的改进完善提出了建议,为提高智能灌溉系统的可靠性和维修性提供参考依据,对提高农业生产具有重大意义.     

并联机器人可操作度分析的蒙特卡罗方法

对蒙特卡罗法生成的并联机器人工作空间上的随机点分布不均匀性进行了研究,基于多维随机变量函数的分布密度公式,推导出蒙特卡罗法生成的并联机器人工作空间点概率密度与雅可比行列式的关系式,建立了输出空间概率密度与并联机器入可操作度之间的关系.以平面两自由度5R并联机器人为研究对象,采用蒙特卡罗法分析了其工作空间上的可操作度,并根据工作模式将输入空间划分成4个子空间,指出了子空间交界处的逆向奇异性.仿真结果表明,蒙特卡罗法是分析并联机器人可操作度和逆向奇异的一种有效方法.     

基于稳健设计理论的汽车转向机构集成化设计

应用稳健设计理论采用集成仿真技术,以转向梯形底角、转向臂长度、主销中心距和轴距为设计参数,传动角为约束,以转向时内轮实际转角与理论转角的误差最小为目标函数,同时考虑零件制造精度对转向性能的影响,采用具有正态分布参数的蒙特卡罗法和多目标遗传算法对转向机构进行稳健优化设计。结果表明,该集成仿真方法与传统数学模型设计方法相比较大地提高了分析研究效率,而且当设计参数存在微小变化时,能有效保证转向系统的运动轨迹精度和传动稳定性。