基于改进一次二阶矩方法的油气管道失效概率研究

油气管道在运行过程中存在诸多不确定性因素,采用改进的一次二阶矩计算方法,依据最大剪应力强度理论和管道工程设计规范,建立了油气管道的失效功能函数,提出了管道可靠度和失效概率的计算方法。以西部某段原油输送管道为例,研究了随机变量管道直径、壁厚、运行压力、运行温差的平均值与标准差对失效概率的影响,为油气管道的可靠性设计及风险评估提供一定的借鉴。

基于光斑二阶矩的阵列光束倾斜相差自适应控制方法

针对阵列光束相干合成中存在的倾斜相差大的问题,提出了基于合成光束远场光斑二阶矩的阵列光束倾斜相差自适应控制方法。以合成光束远场光斑二阶矩作为评价函数,理论上模拟了采用随机并行梯度下降算法实现7路光束的倾斜闭环控制过程。实验上搭建了7路光纤激光相干合成系统,利用自适应光纤准直器对倾斜相差进行校正。以合成光束远场光斑的二阶矩作为评价函数,采用随机并行梯度下降算法,实现了7路光束的倾斜的闭环控制,合成光束模拟远场光斑的桶中功率由0.05 V提升至1.95 V。实验中将倾斜扰动的增益系数变为与二阶矩相关的函数,实现了自适应变增益系数的倾斜闭环,在一定程度上提升了倾斜控制的带宽。从理论上和实验上验证了基于光斑二阶矩的倾斜相差自适应控制方法在光束合成及合成孔径探测领域应用的可行性。

基于颜色二阶矩和直方图联合判定的镝铁中铁含量自动分析仪研制

镝铁合金中铁含量的检测方法通常以人工滴定为主,但这种方法存在耗时长、操作繁琐、人眼判断滴定终点差异性等问题。研制了一种以图像处理为基础的镝铁中铁含量自动分析仪,实现了样品前处理、滴定、终点判定等过程一体化与自动化,减少了人工操作。可同时进行五个样品实验,提高了滴定效率。采用CCD工业相机摄取溶液图像,实现化学反应过程中溶液颜色的自动化识别,运用颜色分量二阶矩阈值和像素点数量排除溶液颜色交替变化的干扰,并基于直方图对比得到相似度进行滴定终点的判定,能够有效、准确地实现化学反应过程中溶液颜色的自动化识别。使用参考值为19.47%~20.25%的镝铁合金样品进行测定,与手工滴定结果比对验证,精密度测量结果相对标准差在0.21%以内,准确度测量结果误差在0.15%以内,满足国家标准《镝铁合金化学分析方法第4部分:铁量的测定重铬酸钾容量法》(GB/T 26416.4-2010)的精度要求。

基于BP神经网络和一次二阶矩法的结构可靠度分析

工程结构的功能函数大多为隐式表达式,使得以功能函数的显式表达式为基础的可靠度计算方法难以应用。为此,基于BP神经网络法和一次二阶矩法,根据结构随机变量的统计特性进行随机抽样获取有限数量的样本点,计算出每组样本点下结构的响应值;然后,将其代入由结构响应容许值与实际响应值建立的功能函数中,得到每组样本点下结构的功能函数值;利用BP神经网络对功能函数进行拟合,得到其显式表达式之后,采用一次二阶矩法计算结构可靠度,提出了一种针对隐式功能函数的结构可靠度分析方法。本文方法可以将结构的隐式功能函数进行拟合,从而得到显式功能函数,并最终利用基于显式功能函数的可靠度算法来计算结构可靠度。算例分析表明,本文方法能正确计算结构的验算点和可靠指标,具有较高的计算精度,为功能函数无法显式表达的结构可靠度分析提供了一种可行的方法。

基于有限元的边坡稳定可靠度改进一次二阶矩法研究

为研究岩质边坡岩体参数变化时的稳定性,提出一种基于有限元的边坡稳定可靠度改进一次二阶矩法。首先,针对边坡工程中广泛存在的隐式极限状态函数可靠性问题,定义极限状态函数为滑体极限状态下抗滑力与下滑力的差值,考虑黏聚力及内摩擦角作为随机变量并且服从独立正态分布,求出极限状态方程中随机变量的偏导数;然后,根据改进一次二阶矩法编写了求解边坡失稳概率和可靠指标的计算程序;最后,通过算例验证了所提方法的适用性。某库岸边坡可靠性分析结果表明,该方法具有计算流程简单、便于开展、节省机时、计算精度高的优点。

基于二次二阶矩法的三角挂篮可靠度分析

为保证桥梁结构的安全施工,评估桥梁工程中常用的施工机械三角挂篮的安全水平极为重要。鉴于此,本文以某桥梁工程中三角挂篮为例,结合二次二阶矩法对三角挂篮主桁结构开展了可靠度分析。分析结果表明:三角挂篮前斜杆可靠指标最低,其可靠指标β=4.233,前弦杆的可靠指标最高,其可靠指标β=5.602,建议采用前斜杆可靠指标来衡量三角挂篮可靠度水平,同时在保证安全的前提下对前弦杆进行截面优化;此外,参考《公路工程结构可靠度统一标准》(GB T50283—1999),算例中三角挂篮β=4.233>3.7,能较好满足规范要求的目标可靠度水平,具有一定的施工安全储备。

基于一次二阶矩法的水工隧洞围岩稳定可靠度研究

针对水工隧洞围岩稳定可靠度,提出基于一次二阶矩法的水工隧洞围岩稳定可靠度研究方法,对围岩稳定可靠度与围岩-衬砌联合承载稳定可靠度进行分析,解决传统方案中结构模拟困难、数据表达复杂等问题。结果表明,一次二阶矩法相较于蒙特卡洛法具有更高的准确性;圆形截面具有最高的围岩稳定可靠度,其次是马蹄形截面隧洞。结合施工成本和施工环境等问题综合考量,马蹄形截面隧洞的综合评价最高,更适合实际施工。

结构可靠度分析的一次二阶矩方法与二次二阶矩方法

以中心点法和验算点法为代表的一次二阶矩方法计算简便,但对非线性程度较高的结构功能函数,其计算结果与精确度相差过大.应用数学逼近中的拉普拉斯渐进方法将非线性功能函数在验算点处作二次展开来研究结构的可靠度问题,能较高精度的逼近精确结果.算例分析表明,当随机变量的数目较多时,由一次二阶矩方法计算的结果与精确解相差较大,而二次二阶矩方法的计算结果与精确解非常接近.

NO_x生成湍流反应率的二阶矩-PDF数值模拟

将对 NOx 生成湍流反应率模拟的二阶矩模型和设定 PDF模型结合起来 ,提出一种氮氧化物生成湍流反应率的二阶矩 - PDF模型 ,以兼顾解决工程问题的合理性和经济性 ,并对甲烷空气燃烧中的 NOx

汽车零件可靠性设计的二阶矩法

本文提出的汽车零件可靠性设计的二阶矩法是一种实用方法。应用二阶矩法,依据随机变量的一阶和二阶函数,可以衡量汽车零件的可靠性;依据随机变量的概率分布,可以确定汽车零件的可靠度。

中尺度集合预报的二阶矩离散度订正研究

利用类似KALMAN滤波的自适应误差订正方法对中国国家气象中心的中尺度集合预报系统2m温度预报做二阶矩离散度订正研究。通过对预报结果,尤其是概率预报结果比较详尽的检验分析,评价二阶矩订正对离散度的调整效果。结果表明:经过二阶矩订正后,2m温度的订正效果较为显著,集合成员预报的PDF分布比较一致,CRPS也比订正前减小了;预报的离散度得到合理的增大且与均方根误差较为接近,预报可靠性提高;无论是集合平均预报还是概率预报,预报能力都明显提高;另外,针对集合概率预报可靠性的talagrand分布,针对集合预报分辨能力的roc分析和EV分析,以及概率预报评分bs、bss都从各自的角度证明了误差订正的效果,订正后预报能力大为提高。

基于一次二阶矩可靠度指标的车辐式结构索长误差控制限值研究

推导了中心对称车辐式结构索力变化与索长误差的关系;基于可靠度理论,提出了一种通过控制一次二阶矩可靠度指标确定拉索索长误差限值的方法;结合深圳宝安体育场车辐式结构,给出了制索过程中索长的控制标准。研究结果表明:所提出的方法能够为车辐式结构的制作加工提供依据,保证初始预应力态索力的精度;控制拉索制作安装中的索长误差对于采用定尺定长设计与张拉的车辐式结构有重要指导作用。

强旋气─粒两相湍流的统一二阶矩封闭模型

强旋气－粒两相流中两相的湍流均为强烈各向异性。本文由双流体模型出发，运用单相湍流的统计矩模拟方法建立了两相湍流的统一二阶矩封闭（ＵＳＭ）模型。这一模型是本文作者之一几年前提出的ｋ－ε－ｋｐ模型的发展，在此前已初具雏型，本文中进一步加以完善。ＵＳＭ模型正确反映了两相湍流的各向异性，并且更深刻地揭示了颗粒与流体的湍流相互作用的机理，是今后研究强旋气－粒湍流两相流动值得探讨的重要方向之一。

“积分-一次二阶矩法”在广西澄碧河水库漫坝风险分析中的应用研究

本文运用漫坝风险分析理论,在综合考虑洪水、风浪、库容、泄水能力等方面不确定性的基础上,建立土坝对抗洪水与风浪共同作用的漫坝风险模型,提出用"积分-一次二阶矩法"计算漫坝风险,并详细探讨水库土坝漫坝风险标准问题。将该方法运用于广西澄碧河水库,计算结果表明:在保证水库漫坝风险在标准值5.0×10-6范围内,可将水库的汛限水位提高0.40m,使水库多蓄水1600万m3,水库多年平均年发电和供水等综合效益将增加100万元左右。

基于λ-PDF和一次二阶矩的不确定性反求方法

为了有效评价测量响应中不确定性对结构参量识别结果的影响,提出一种基于λ概率密度函数(Probability distribution function,PDF)和一次二阶矩的不确定性计算反求方法。采用二次衍生λ-PDF对待识不确定性参量的PDF进行建模。内层通过对参量呈λ-PDF的功能函数采用一次二阶矩法进行正问题求解,得到计算响应的概率分布;外层通过最小化测量响应与计算响应之间的概率分布特征量将不确定性反问题转化为确定性的最优化问题,并用隔代映射遗传算法识别未知参量λ-PDF的参数。本方法不仅有效地实现了结构未知参量PDF的估计,而且与传统基于抽样的统计方法相比,计算效率较高。数值算例和工程应用验证了本方法的可行性和有效性。

基于随机有限元—一次二阶矩法的汽轮机叶片可靠度计算

针对汽轮机叶片在工作中诸多参数的不确定性,通过建立叶片的力学模型,将随机有限元和一次二阶矩法相结合,对其进行了可靠度计算,并将随机有限元法的计算结果与解析法和 Monte Carlo 法进行了比较,证明了随机有限元法的正确性。对叶片的可靠度分析表明:当不能用解析法得到载荷响应,且载荷响应的概率密度函数无法得到时,采用随机有限元— 一次二阶矩法对结构进行可靠性分析是一种便捷方法。

隧道衬砌结构可靠度分析的二次二阶矩法

隧道衬砌多为曲墙式,且所受荷载复杂,不易用解析的方法求得衬砌各个截面的荷载效应,一般情况下都要用数值法求解。在隧道衬砌结构可靠度分析中,常用较为简单的一次二阶矩法,并结合随机有限元法进行分析,但精度较低。虽然有很多高精度的结构可靠度分析方法,但大多太复杂或计算时间长,不适用于隧道结构的可靠度计算。经过对算法的比较分析,提出一种简单、实用的二次二阶矩法,与随机有限元法相结合,进行隧道衬砌结构的可靠度分析,并给出了具体步骤和算例,结果表明该法具有较高的精度。

基于改进的一次二阶矩失效概率计算方法的深部盐岩地下储气库片帮风险模型及其应用

片帮破坏是深埋盐岩地下储气库主要破坏模式之一,为研究盐岩地下储气库片帮风险等级,基于改进的一次二阶矩法失效概率计算方法,依据已有的破坏准则确立盐岩片帮的功能函数,建立盐岩地下储气库片帮风险失效概率计算模型,通过ABAQUS的UVARM模块对该模型进行二次开发,并在江苏金坛盐岩地下储气库进行应用。通过对金坛储气库单腔低压多腔运营时一腔失压的片帮风险概率计算,结果表明,运营气压高于6 MPa时失效概率可达地下储气库安全要求,矿柱间距大于1.5倍洞径时某腔失压对其它储腔造成的风险很小,计算结果与金坛储气库实际情况相符,表明该方法具有一定的实际应用价值。

一次二阶矩方法在斜坡稳定性概率评价中的应用

介绍了一次二阶矩理论的基本原理及斜坡稳定性概率评价中的应用，论述了斜坡可靠指标、破坏概率和安全系数的关系。

基于二阶矩的SIFT特征匹配算法

针对图像视角变化而导致的匹配率低的问题,提出基于二阶矩的SIFT特征匹配算法。算法在尺度空间检测出特征点,用仿射的二阶矩来估计特征点的椭圆邻域,把椭圆邻域梯度的主方向作为该特征点的方向,生成特征向量,最后采用欧氏距离作为度量函数进行特征向量的匹配。实验表明,改进后的算法继承了SIFT算法对图像缩放、旋转等不变性,而且增强了图像对视角的仿射不变性,极大地改善了匹配效果。