复合固体推进剂颗粒/基体界面参数反演优化

为确定复合固体推进剂中AP(ammonium perchlorate)颗粒与HTPB(hydroxyl-terminated polybutadiene)基体界面的力学性能参数,通过单轴拉伸试验获得了定制推进剂的应力-应变曲线。基于分子动力学方法生成了不同配方的复合固体推进剂细观填充模型,并在颗粒与基体界面处设置粘接单元,引入双线型内聚力模型描述界面的力学响应。通过Hooke-Jeeves算法对界面内聚力模型参数进行反演分析,得到了优化后的界面参数数值。为弥补传统反演分析法存在的不足,提出了一种考虑颗粒/基体界面力学性能随颗粒粒径变化的分步优化反演的方法,分别用上述方法与传统反演分析法对含级配推进剂的宏观力学行为进行仿真预测,结果显示:与传统方法相比,提出的方法具有更高的精确度,更适合用于对复合固体推进剂脱湿过程的研究。

有限元分段反演优化方法测试固体推进剂的泊松比

提出了一种通过准确测量载荷响应,利用ABAQUS有限元软件,对推进剂相应状态下的泊松比进行分段反演的测试方法。基于反演优化原理,建立了迭代模型和误差分析模型;测试了某型固体推进剂应力松弛下的泊松比,给出了测试过程和结果,分析了测量误差;利用时温等效原理,获得了泊松比变化主曲线;反演结果与光学非接触测量结果进行了对比,得到了反演误差,进一步验证了测试方法的有效性。

按不允许破坏状态反演优化设计钢筋混凝土框架

按在给定荷载作用下结构所不允许发生的破坏,确定结构应有的有关参数(如钢筋混凝土框架结构的配筋率、混凝土标号、截面尺寸等),是不同于传统结构设计的一种新的设计理念。结合根据结构的破坏状态反演确定结构的有关参数的方法和结构优化设计的思想,本文提出了一种根据结构在遭遇灾难性荷载时“不倒”的设计原则进行结构优化设计的方法,谓为反演优化设计两步法,首先采用奖惩法确定可行点,给出可用的结构参数,然后再进行定向搜索,给出最优的结构参数。文中通过具体算例,说明该方法对钢筋混凝土框架结构按不允许的破坏状态进行优化设计基本上是可行和有效的。

根据“大震不倒”要求反演优化设计工程结构

工程结构系统在地震作用下的设计要求是“小震不坏,大震不倒”,现行的概念设计加抗震验算设计方法给出的只能是一个可用解,而不是满足“大震不倒”要求的最优解。本文结合钢筋混凝土框架结构,讨论了根据工程结构“大震不倒”的要求反演优化设计工程结构的有关参数(如钢筋混凝土框架的配筋率、混凝土标号、截面尺寸等)的概念、方法并给出了算例,说明这种不同于传统结构设计的新的设计理念是可行的,有关方法是有效的。

基于ABAQUS-MATLAB联合仿真反演优化确定金属粉末成形本构模型参数

本构模型参数的准确性是粉末成形数值模拟成功的关键因素。采用修正的Drucker-Prager Cap模型对金属粉末压制成形过程进行模拟,基于ABAQUS-MATLAB联合仿真平台,利用复合形优化算法,结合普通模压实验验证,以数值模拟与实验压制力数据的差异性形成目标函数,对其进行最小化,获取本构模型参数。采用材料参数联合反演优化计算Ag57.6-Cu22.4-Sn10-In10混合金属粉末的本构模型参数。结果表明,采用反演优化方法计算得到的本构模型参数较实验测试结果非常接近,通过粉末成形压制力和相对密度模拟结果与文献实验结果对比,进一步验证联合反演优化方法的可行性。

改进混沌蚁群算法在新疆冰川河流水质模型参数反演优化中的应用

文章采用改进的混沌蚁群算法对新疆某冰川河流水质模型进行参数反演优化研究,并结合数值试验的方式对比改进前后算法对水质模型参数反演优化计算时效的影响。分析结果表明:改进后的算法在水质参数计算时效上有较为明显的提高,相比于传统算法,改进算法的粗搜索序列迭代次数平均减少90次,收敛率提高42.7%,计算时间均值减少0.499min。改进算法反演优化参数拟合的COD浓度数据和断面监测数据误差相比于传统算法减少15.9%,拟合系数提高0.24。研究成果对于新疆冰川河流水生态保护研究提供方法参考。

基于改进粒子群算法的BP神经网络在初始地应力场反演优化中的应用

为找到一种较为精确的方法反演出最接近实际情况的初始地应力场,首先对传统粒子群算法进行改进,以弥补传统粒子群算法搜索范围过于局限的缺陷,然后将改进粒子群算法与BP神经网络算法相结合,来解决BP神经网络收敛速度慢、精度不足等缺点,最后对某抽水蓄能电站初始地应力场的反演进行优化,并与BP神经网络的计算结果和实测值进行对比,发现该方法可提高优化精度。

改进的随机聚点搜索算法在河网水力学模型糙率反演优化中的应用

结合圣维南方程组并应用改进的随机聚点搜索算法对辽宁中部某平原河网的水力学模型糙率进行反演优化研究。研究结果表明:相比于传统算法,改进算法下各河段后验糙率反演误差减少9.1%,改进算法下糙率寻优迅速集中,糙率反演优化效果明显好于传统算法;改进算法的优化收敛迭代次数明显少于传统算法,相比于传统算法,其寻优迭代次数平均减少19次;改进算法后糙率优化反演后推算的各河段水位及流速和实测值之间的误差明显低于传统算法,水位和流速反演误差分别减少13.3%和14.2%。研究成果对于河网水力学模型糙率反演优化求解提高方法参考。

基于ISSA-BP神经网络的纺纱生产工艺参数反演

针对传统的反演模型精度不高且传统BP神经网络有权值和阈值初值过于随机化、稳定性和准确性差等问题,提出了基于改进麻雀搜索算法(ISSA)的BP神经网络纺纱生产工艺参数反演模型。利用灰色关联分析法提取出10个关键工艺参数,以其作为模型输入;引入Chebyshev混沌映射、正余弦算法(SCA)和自适应权重因子对麻雀搜索算法(SSA)进行优化,并用ISSA优化BP神经网络,在此基础上构建纺纱生产工艺参数反演模型;利用ISSA对参数反演模型进行求解。以纤维属性和纺纱车间细纱工序为对象进行反演验证,试验结果表明:ISSA-BP预测值的MAPE、MSE、MAE、迭代次数、适应度值均优于SSA-BP模型;对反演优化后的工艺参数进行预测,预测的质量指标与期望质量指标的平均相对误差(MRE)为5.04%。认为:基于ISSA-BP神经网络的纺纱生产工艺参数反演精度较高,有助于工艺参数的合理设计。

大型复线船闸闸室底板混凝土热学参数优化反演

为探讨大型复线船闸闸室底板混凝土绝热温升参数和表面放热系数,建立了组合指数式绝热温升的水管冷却等效热传导有限元模型,基于临淮岗复线船闸闸室底板混凝土内部和表面实测温度,采用正交设计-BP神经网络-数值计算相结合的方法反演获得了混凝土的热学参数。结果表明:采用正交设计-BP神经网络-数值计算的方法较室内试验获取的混凝土热学参数更快速、更符合工程实际;混凝土最终绝热温升为62.06℃,3 d前后混凝土表面放热系数分别为34.43 kJ/(m^(2)·h·℃)和47.52 kJ/(m^(2)·h·℃),侧表面放热系数为19.42 kJ/(m^(2)·h·℃);由于没有模拟底板混凝土浇筑过程,导致前3 d混凝土表面温度计算值和实测值存在一定的差异,但底板内部温度和3 d后的表面温度的计算值与实测值变化规律基本一致,反演的闸室底板混凝土热学参数是可靠的。

基于粒子群算法与混合罚函数法的有限元优化反演模型及应用

岩土工程优化反分析是一个典型的复杂非线性函数优化问题,采用全局优化算法是解决这个问题的理想途径。针对常规反演方法应用于岩土工程参数反演时搜索效率低的缺点,结合粒子群算法和遗传算法的特点,充分考虑二者的互补性,提出一种效率较高的全局优化算法,以测点的实测值与计算值建立一种新的评价函数,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,用混合罚函数法将约束问题变为无约束问题,构建了一种新的目标函数,将有限元程序ABAQUS作为一个模块嵌入到优化算法程序中,编制了有限元优化反演分析程序。并给出了应用实例验证了该法的有效性和实用性,是一种可行的参数反演方法,可应用于实际工程中复杂岩土介质初始应力场反演、渗流场以及位移反分析。

基于GA-APSO混合罚模型的混凝土坝力学参数优化反演

针对混凝土坝流变力学参数反分析中的多目标优化问题,利用混合罚函数法,构建一种新的无约束单目标优化函数,并就其函数求解中常规优化算法搜根收敛速率慢、局部最优等缺陷,通过向粒子群算法(PSO)中引入自适应因子,并融合遗传算法(GA)计算优势,提出一种基于自适应遗传粒子群算法(GA-APSO)的全局优化反演方法,并将ANSYS有限元程序作为子模块嵌套到该算法程序中,编制相应的有限元优化反演分析程序。同时,通过工程算例中的大坝正反分析结果,验证文中所建混合算法具有收敛速度快和全局搜索能力强的特点,进而可提高大坝优化反演效率。该方法亦可将其推广应用于其他坝型及岩质边坡的力学参数反分析。

基于变形监测资料的混凝土坝时变参数优化反演

基于变形监测资料建立混凝土坝与基岩时变参数反演三步法:首先利用监控模型分离出的水压分量反演大坝和基岩的弹性模量;然后利用分离出的时效分量趋近值反演黏性元件的弹性参数;最后利用时效分量的过程值反演黏性元件的黏滞系数。以龙羊峡重力拱坝为例,应用上述方法,反演参数较敏感的时变参数,从力学机制上解析龙羊峡重力拱坝拱冠梁在2 530～2 610 m高程的径向时效位移向上游变位的原因。其原因是坝体和基岩黏滞系数较大,坝体自重引起向上游变位的时效变形需要较长时间才能稳定;另外,龙羊峡水库长期低水位运行也是原因之一。

一种新的全局最优化反演计算方法

本文提出了一种新的最优化算法——坐标扰动法。该方法只需利用目标函数值 ,无需计算函数的导数 ,以正交的坐标轴方向为基本的搜索方向 ,当沿某基本的搜索方向搜索失败时 ,则对其进行扰动 ,从而改善其收敛性、达到全局收敛的目的。文中以一个函数极值求解问题和一维正交各向异性介质波形反演问题为例所进行的计算处理结果表明 ,本文提出的方法具有良好的全局收敛性 ,几乎不依赖于初值 ,便能以较高的精度逼近最优解。

叠前反演数据优化处理技术

叠前反演技术已逐步成为寻找岩性油气藏的主要工具。但是,目前叠前反演前对地震数据进行预处理的技术及流程大都仍然采用常规处理中的思路与方法,而常规处理中产生的剩余时差和残余噪声将直接影响反演结果的精度,因而需要对叠前反演数据进行优化处理。分析了剩余时差和残余噪声的产生原因,选用常规多项式拟合及叠加技术确定记录道上每一时刻信息的正确位置,应用静态时移的方法消除剩余时差;采用多道识别、单道消除的横向滑动时空变小波阈值去噪方法,消除残余噪声产生的根源,保证去噪结果具有更高的保真度。理论模型试算和实际地震资料处理结果证明了叠前反演数据优化的必要性以及所论优化处理技术的正确性。

坝体力学参数的混合模型优化反演法及其应用

探讨了以混合模型反演大坝等水工建筑物及其基础弹模的方法 ,应用“后验差”方法进行反演成果检验 ,从而建立了一个优化反演流程 ,保证了反演计算的精度 .给出了白水峪电站安全检测分析的算例 ,结果表明 ,该混合模型优化反演法概念清晰 ,方法简便 。

珠江口二类水体水色三要素的优化反演

根据2003年1月珠江口实测资料获得的相关参数,建立了适用于该海域的二类水体水色三要素优化反演模型,同步优化反演得到了与2003年1月25—26日实测站点相对应的2003年1月29日的SeaWiFs图像像元点的水色三要素,反演与实测水色三要素的平均相对误差分别为:叶绿素14.9%,悬浮泥沙12.1%,黄色物质13.6%。研究结果说明本研究建立的优化反演模型比较适用于珠江口二类水体水色三要素的反演,且具有较高的反演精度。

多边形体△T最优化反演圈定火烧区

根据火烧区炮变岩△Ｔ磁异常特征，选择均匀磁化多边形体反演模型，采用最优化反演方法圈定火烧区边界；通过阻尼最小二乘法自动迭代反演，减少了这代次数和多解性，提高了解释精度。经理论模型与实例试算，证明了方法的有效性。

岩体工程优化反演的目标函数

本文针对开挖施工现场实测的位移量离散性很强，而用常规方法建立的最佳估计目标函数又得不到有效估计值的问题，提出了一种根据Ｂｈａｔｔａｃｈａｒｙａ信息不等式推导出的、更具一般意义的目标函数。本文给出的目标函数可以合理地利用量测数据得到可信的结果。

优化反演理论在隧道围岩参数反演中的应用

优化反演法是结合优化技术来进行参数反演的一种方法,这种方法使反演的效率得到了很大的提高。它是建立寻找与之相应的位移计算值与实测值相比误差最小的围岩参数,并将所得的参数作为反演计算结果的方法。作者利用APDL编制用户程序调用现有的有限元优化模块实现对隧道围岩参数的优化反演,利用现有的工具,建立参数化模型来进行优化分析,提高了参数反演的效率,使整个优化过程的实现更加灵活简便。