用数字高程模型和遗传算法确定土地平整设计高程的初步研究

土地平整中设计高程的确定和土方量计算是土地整理项目规划设计的重要内容之一,对开展规划设计、控制总投资及分配资金具有重要意义。该文以数字高程模型为基础,充分发挥遗传算法的全局优化能力,应用遗传算法来进行土地平整设计高程的确定和土方量计算;通过对水平的、有一定坡度的和调入一定土方量这三种平整情况的计算结果,证明该研究方法是有效和可行的。     

果蔬气调贮藏冷却阶段温度变化的数值模拟及验证

该文主要针对果蔬的气调贮藏的冷却阶段进行了研究,建立了果蔬气调冷却阶段传热过程数学模型。采用有限差分法,编制了计算程序,对气调库中果蔬的降温进行了数值计算。对果蔬冷却降温过程进行了试验研究,试验结果与编程计算结果吻合较好,模拟温度与试验温度的差值在2℃以内。结果表明,文中的数学模型可以用于预测果蔬在气调冷却过程中的温度变化,这有助于科学地运行制冷设备,同时为气调贮藏果蔬系统的优化设计提供了理论基础。     

基于子模型法的碾压混凝土坝孔口结构施工期温度应力研究

该文针对混凝土坝孔口结构尺寸相对很小的问题,引入有限元子模型法,解决了子模型切割边界的边值问题,同时提出了减小子模型法存在时间域和空间域离散误差的方法,实现了混凝土坝孔口结构的精确仿真。在此研究基础上,依托某碾压混凝土坝工程,对大坝孔口结构进行了施工期温度场和应力场的仿真计算,重点分析了泄流中孔结构施工期温度和应力的变化及分布规律。研究表明,孔口混凝土在施工早期(10～30d)出现较大拉应力,最大拉应力出现在浇筑后的第一个冬季。子模型法为研究大坝孔口结构的温度场和应力场提供了有效的途径。     

灰分混凝土与钢筋粘结性能试验及粘结滑移本构模型研究

为建立适用于灰分混凝土与月牙纹钢筋的粘结-滑移（?-s）本构模型,将灰分等量替代水泥质量的0、5%、10%、15%掺入混凝土中,用以制备C20、C30、C40强度等级的灰分混凝土粘结试件。采用中心拔出的方法,获得灰分混凝土与月牙纹钢筋?1-s1曲线;在?1-s1曲线基础上,建立灰分混凝土与3种不同直径（12、16、20 mm）月牙纹钢筋?-s本构模型;并通过扫描电镜法从微观角度解释不同灰分掺量下灰分混凝土?1-s1曲线的变化原因;最后利用ABAQUS中的spring2单元对中心拔出试验进行仿真模拟以验证该文提出的?-s本构模型。试验结果表明：灰分混凝土与月牙纹钢筋的粘结破坏模式主要为混凝土劈裂破坏和拔出破坏,劈裂-拔出破坏仅出现在灰分掺量15%、混凝土设计强度等级C20、钢筋直径12 mm的粘结试件中;当灰分掺量为5%时,混凝土微观结构连续密实,粘结性能最优,灰分掺量增至15%,引起混凝土微观形貌由连续密实向疏松多孔转变,导致混凝土劈裂抗拉强度降低52%,灰分混凝土与月牙纹钢筋粘结性能相应减弱,?-s本构模型中形状参数也随掺量的改变而改变。该文提出的?-s本构模型曲线拟合决定系数为0.94,拟合曲线决定系数方差为0.001,相对于Harajli?-s本构模型拟合曲线决定系数方差0.002降低了50%,其拟合稳定程度优于Harajli?-s本构模型。     

基于遗传算法的不同光照条件下植被和土壤组分温度反演

为了提高地表土壤组分温度的反演精度,该研究利用ASTER反射光谱数据获取像元组分比,将直方图法引入遗传算法中,从而缩小了获取遗传算法最佳搜索参数的范围,并利用遗传算法对盈科研究区内地表非同温像元进行组分温度分解,对非同温像元下植被、遮阴土壤、光照裸土的组分温度进行模拟。该研究采用遗传算法直接对ASTER热红外数据进行地表混合像元组分温度分解的方法验证。结果表明,在考虑反射波段情况下,模拟的组分温度与地表同步实测温度的相对误差为7.63%～8.867%,在不考虑反射波段情况下,模拟的组分温度与地表同步实测温度的相对误差为8.955%～11.832%,表明了此方法在研究地表组分温度反演是可行性。该研究为地表组分温度反演提供新思路。     

基于遗传算法的番茄幼苗光合作用优化调控模型

由于光合速率优劣直接影响番茄的产量与品质,而其光合速率主要受温度和光子通量密度影响,因此如何实现不同温度条件下的光饱和点信息动态获取,是光环境调控技术发展亟需解决的重要问题。针对上述问题,该文提出了基于遗传算法的番茄幼苗光合作用优化调控模型。其利用光合速率双因素嵌套试验获取多维数据,构建温度、光子通量密度耦合的光合速率多元非线性回归模型,设计了基于遗传算法的光合速率模型寻优方法,得到不同温度条件下的光饱和点,继而建立以光饱和点为目标值的番茄幼苗光合优化调控模型。模型验证试验结果表明,提出的方法可动态获取不同温度条件下光饱和点,光饱和点实测值与计算值决定系数为0.920,最大相对误差小于6%,具有较高精度,对提高设施光环境调控效率具有重要的意义。     

采用改进的遗传算法求解高速犁体曲面的优化模型

针对高速犁体曲面的最优化问题,提出用一种新的鲁棒全局优化算法——改进的遗传算法,并采用该算法求解犁体曲面。通过6400个数值试验优选出遗传算子,用Turbo C语言编制了相应的软件进行了仿真试验。试验结果表明,该方法能较成功地解决犁体曲面优化设计时高度非线性函数优化求解难的问题,求解时间是复合形法的1/360。     

基于最优保留策略遗传算法的玉米小麦优化灌溉模型研究

在综合考虑灌溉水量、作物水分需求、作物种植结构、水分生产函数、降雨量、土壤水分平衡、缺水敏感指数、粮食市场价格、农田灌溉用水价格、最低产量需求和灌溉成本等因素的基础上,建立了适合中国国情的基于灌水收益最大的多作物多约束非线性优化灌溉模型,同时应用遗传算法的搜寻功能,对模型的实数编码解空间进行搜索。求解结果显示该模型很好地解决了玉米和小麦联合种植的优化灌溉问题,遗传算法在求解该模型中显示出了较好的搜寻能力,能在很短时间内搜寻到模型的最优解。     

温室环境温度预测自适应机理模型参数在线识别方法

温室小气候模型具有非线性、强干扰、时变等特性,常用的线性化模型或离线辨识模型无法有效预测温室环境动态变化规律,模型精度不高直接影响温室环境控制性能。针对模型的这种复杂特性,该文以温度模型为例,提出利用连续-离散递推预测误差算法,对非线性模型参数和状态进行在线估计,以提高模型精度。首先,考虑加热和通风2种控制输入,建立了温室温度模型。然后,论述了该算法的原理和优势,算法通过引入并调整增益矩阵,对系统噪声进行在线更新,减少了系统噪声初始化偏差对参数估计收敛性的影响。最后,基于试验温室实测数据,对温室温度模型进行了在线辨识仿真,结果表明,利用连续-离散递推预测误差算法辨识模型拟合度为93.7%,扩展卡尔曼滤波器拟合度为89.5%,该文提出的算法在预测温室温度方面更为有效。     

滴灌轮灌分组优化模型与算法

传统的轮灌组划分计算方式效率较低且难以获得较好方案.该研究首次采用智能算法来求解轮灌组划分问题,依据《微灌工程技术标准》及轮灌组划分原则,提出了基于流量均衡的数学模型及其约束条件.通过分析支管空间分布,确定了滴灌问题的邻域特征,在半径阈值范围内给出了最大限度查找关键路径的邻域搜索策略和不可行解修复算法,并采用传统遗传算...     

基于径向基神经网络-遗传算法的海流能水轮机叶片翼型优化

如何提高海流能水轮机的能量捕获效率是海洋能开发领域的重点研究课题,而提高海流能水轮机能量性能的关键在于其叶片几何的构造基础——水力翼型的性能提升。该文提出了一种水力翼型的多工况优化设计方法,该方法采用Bezier曲线参数化技术建立翼型的参数化表征方法,然后利用拉丁超立方试验设计技术在设计空间获取训练径向基(radial basis function,RBF)神经网络的样本点,通过计算流体动力学的方法获得每个翼型样本的性能参数后开展神经网络的学习训练,最后采用RBF神经网络与NSGA-II遗传算法相结合的现代优化技术数值求解水力翼型的多工况优化问题。基于上述优化方法对NACA63-815翼型进行了优化改进,重点研究了该翼型在3个攻角工况下(0,6°和12°)的优化问题及求解方法。优化结果表明,优化后的翼型在3个工况点下都具有更好的升阻比性能,同时也能更好地抑制失速现象的产生,验证了该优化方法的理论正确性和可行性。     

基于遗传算法的山区微型播种施肥机减振优化设计

针对山区以汽油发动机为动力的微型播种施肥机振动大难以操作的问题,提出了一种降低振动的方法。文中首先建立了五自由度播种施肥机数学模型,运用Matlab软件构建了仿真模型并对其进行了振动分析;其次建立了以垂直振动加速度和俯仰角加速度为指标的多目标优化数学模型,运用遗传算法进行了优化设计,优化后播种机机架处垂直振动加速度均方根值减少32.9%,俯仰角加速度均方根值减少37.6%;在此基础上,重新设计了播种施肥机的履带、减振器和橡胶垫等结构部件;最后对改进后的播种施肥机进行田间试验,对比改进前的振动测试数值可得:改进后的微型播种施肥机垂直振动均方根值在发动机安装处、机架处和把手处均显著降低,其中机架处降低28.31%,验证了优化结果的正确性。该方法也为同类产品的减振提供了方法。     

微灌坡地双向毛管最佳支管位置遗传算法优化设计

在分析微灌坡地双向毛管水力特性的基础上,提出一种基于遗传算法的双向毛管最佳支管位置的优化设计方法,建立了数学模型,给出了优化算法,编制了优化设计程序。该模型与算法能确定最佳支管位置和毛管进口压力,计算出毛管上每个灌水器的压力、流量及特征值,使双向毛管上的平均灌水器流量等于灌水器设计流量,保证最大灌水均匀度。研究结果表明,该模型与算法求解速度快、精度较高、可靠性强。     

基于改进型遗传算法的农电网无功优化规划研究

以全年农电网网损和无功补偿设备投资之和最小为目标函数,建立了基波潮流、谐波电流和无功优化规划的数学模型。根据农电网节点多、计算量大的特点,建立了灵敏度矩阵,并采用一种改进型遗传算法,即遗传算法寻优与灵敏度信息指导相结合的方法,来求解上述模型。求解结果表明,采用该方法可在线观测某农网基波潮流、谐波分量和无功补偿等状况,农电网优化后比优化前电流谐波总畸变率平均下降了1.13%,3、5、7次谐波放大水平约降低了1%,年投资费用约节省了9%,因此改进型遗传算法在求解该模型中具有良好的搜寻能力和较高的经济价值。