不同灌水水平下CROPGRO-Tomato模型局部敏感性分析

依据辽宁沈阳地区进行的温室番茄田间试验资料,进行不同灌水水平下CROPGRO-Tomato模型的局部敏感性分析,在4个灌水处理(田间持水率为50%、60%、70%和80%)条件下,采用扰动分析法分析番茄鲜果模拟产量对6个作物品种参数的局部敏感性。结果表明,在4种不同灌水处理条件下模拟产量对参数SD-PM、LFMAX、SLAVR和XFRT的敏感度为Ⅳ~Ⅴ,敏感度较高;其中,模拟产量对参数FL-SH、FL-SD和SD-PM敏感度的变异系数分别为40.43%、117.1%和35.71%,受灌水水平影响较大。

事故停泵水锤计算模型参数局部敏感性分析

数值模拟的方法为管道输水工程采用合理的水锤防护提供了良好的技术支撑。基于特征线法,采用扰动分析的方式(固定步长5%,扰动范围±25%),并结合修正的Morris筛选法,对事故停泵工况时水锤计算模型进行了参数局部敏感性分析,以加强对模型参数的识别和不确定性的分析。分析结果表明:所研究的条件在事故停泵工况时,模型中的7个参数与最大水锤压力值的敏感性大小依次为泵后阀关阀时间、管道管径、输水流量、摩阻系数、水击波波速、机组转动惯量、管道长度。

DNAPL场地污染通量升尺度预测的敏感性分析

重非水相液体(DNAPL)污染问题日益严重。为评估DNAPL污染场地的环境风险,常采用升尺度模型推估DNAPL污染源区溶解相的质量通量(溶解通量)。由于升尺度模型中的参数较多,调查成本较高,因此需筛选模型中的关键参数,指导实际污染场地设计合理的观测数据采集方案。首先对升尺度模型中6个参数(地下水平均流速q、标准化浓度C_(0)/C^(eq)、离散状DNAPL质量比例GF_(0)、初始时刻离散状DNAPL贡献的通量比例f_(g)、拟合参数β1及β2)开展全局敏感性分析,识别其中关键参数,进而采用局部敏感性分析定量化关键参数的变化对通量预测的影响。研究结果表明,参数q、C_(0)/C^(eq)、GF_(0)和f_(g)对通量预测有较大影响。q和C_(0)/C^(eq)在整个衰减过程中敏感性均相对较高,GF_(0)和f_(g)随着衰减过程的进行,敏感性不断增高,分别在衰减中后期和后期达到峰值;对于不同结构的污染源区,q或C_(0)/C^(eq)增大时,通量的增幅基本不变。随着污染源区中离散状DNAPL和池状DNAPL间的质量比例(GTP)增大,GF_(0)或f_(g)增大时,其对通量预测的影响不断增大或减小。因此在预测溶解通量时需将调查成本重点应用于q和C_(0)/C^(eq);在合理设计污染源区修复方案时,应重点调查GF_(0);在预测污染源区寿命时,f _(g)为重要调查对象;对于所有结构的污染源区,q和C_(0)/C^(eq)均为重要调查对象,对于GTP较大的污染源区,应将调查成本重点应用于GF_(0),对于GTP较小的污染源区,应重点调查f _(g)。

三峡澎溪河水-气界面温室气体模型估算及其敏感性分析

模型估算法是水-气界面温室气体通量监测的主要方法,所得成果也不胜枚举.然而监测过程中诸多环境因素会对最终结果产生不确定的影响.结合三峡库区澎溪河背景条件,利用模型估算法进行水-气界面温室气体通量(以CO_2为例)估算,并且采用修正Morris筛选法尝试分析模型估算法中各个参数对温室气体扩散通量(以CO_2为例)的局部敏感性.研究结果表明:利用模型估算法计算三峡澎溪河流域水-气界面温室气体通量具有较高的可行性和可靠性;风速、水温以及pH值会对监测结果产生影响,且风速越强、水温越高、pH值越小,CO_2扩散通量就越大;pH值是高灵敏参数,风速和水温是灵敏参数.在三峡库区澎溪河监测过程中更应注意pH值的精确性,每次采样前需校正仪器.

武器装备体系效能敏感性分析方法

从效能评估模型建立、评估分析及决策制定三个阶段,说明敏感性分析在武器装备效能评估中的作用。对敏感性分析方法进行分类,分别说明各类方法的特点,并从模型适应性、计算强度和敏感性表现能力三方面对各种方法进行对比。提出了武器装备体系效能分析对敏感性分析的挑战,及可能的解决思路。

基于多时相冠层结构参数对冠层光谱的敏感性分析

遥感反演的前提需对模型的输入参数进行敏感性分析。该文选取冬小麦返青期、拔节期、孕穗期和抽穗期,考虑输入参数之间的相关性,以辐射传输模型(PROSAIL)为研究对象,对比分析了局部敏感性和全局敏感性方法在模型不确定性和LAI敏感性上的差异。结果表明,随着冬小麦的生长,模拟光谱与实测光谱吻合度提高,模型模拟的不确定性降低;与局部敏感性方法相比,全局敏感性方法的模型不确定性降低,模拟精度提高,冠层光谱对LAI的敏感性有明显变化,植被指数对LAI的敏感性则相对稳定;与NDVI相比,TGDVI对LAI更敏感。

一类具有媒体效应的时滞SSIIR模型稳定性定量分析

将易感者人群划分为普通的易感者S与有意识的易感者SI,建立了一类具有媒体效应的SSIIR时滞传染病模型.通过计算该模型的基本再生数,对其平衡点的存在性和稳定性进行了论证;证明了疾病持久性的充分条件,对参数进行了局部敏感性分析,最后进行了数值模拟.数据模拟结果显示,媒体效应所诱导的时滞τ存在临界值τ_(0),当τ<τ_(0)时,地方病平衡点保持稳定,在τ>τ0时出现Hopf分支并出现分支周期解;人群S向SI的转换率λ越大疾病越快得到控制,而S与SI对疾病的认知偏差程度K的增加则会不利于疾病的控制.因此,媒体应尽力向大众传达准确且具有时效性的信息,以便尽快控制疾病的传播.

基于修正Morris筛选的软刚臂单点系泊装置主尺度参数局部敏感性研究

软刚臂单点系泊装置作为典型的大型多体运动结构,设计中考虑的变量众多,其主尺度的确定是设计中的难题。通过Morris筛选法的敏感性分析,采用扰动分析的方式(固定步长5%,扰动范围±25%),以设计中着重关注的最大水平系泊力和水平系泊位移为考察对象,考虑系泊浮体的定常力、高频力和二阶波漂力,建立软刚臂单点系泊理想力学模型,并进行参数局部敏感性分析,以更好地对模型参数的不确定性进行识别,为系统主尺度的设计提供决策依据。结果表明:对于具有13个自由度、8个主要设计变量的软刚臂型单点系泊装置,模型参数中与最大水平系泊力和系泊位移的敏感性大小依次为系泊刚臂长度、系泊腿长度和压载力,设计中应优先考虑确定上述参数值。

地下水数值模拟的不确定性分析在水质预测中的应用

在传统地下水水质预测研究中,一般通过实测水文地质参数求解地下水数值模拟模型得出预测结果,未考虑水文地质参数取值对预测结果造成的影响,应用蒙特卡洛方法对地下水数值模拟模型进行不确定性分析,且为减小蒙特卡洛模拟的计算量,通过局部敏感性分析筛选主要参数对模型降维;为节省蒙特卡洛模拟的时间,建立并调用替代模型进行蒙特卡洛模拟;最后通过置信区间估计法对蒙特卡洛模拟结果进行定量描述。结果表明,通过局部敏感性分析可快速识别产生不确定性的主要参数;在进行蒙特卡洛模拟时调用替代模型能在保证一定精度的前提下节省大量模拟时间;对模拟结果运用区间估计法进行分析,可以得到污染物在不同浓度区间的发生概率,所得结论用于地下水污染的风险预测更符合实际情况。

基于信息干预下HBV传染病模型稳定性分析与最优控制

构建了基于信息干预下的HBV传染病模型,揭示疫苗接种以及信息宣传对其传播动力学的影响.首先,通过计算模型的基本再生数和2个平衡点,给出了模型渐进稳定性的充分条件,并对参数进行了局部敏感性分析,考察其分支性质;其次,选择疫苗有效率、信息反应强度以及有效治疗率作为控制变量,探究最优控制下HBV传播动力学;最后,数值模拟验证了平稳性条件:基本再生数R_(0)>1时模型有全局渐近稳定的疾病平衡点,R0<1时模型有全局渐近稳定的无病平衡点.模型对比结果表明,最优三维控制模型不仅能大幅度地降低感人数,避免峰值出现,还能有效缩短病源的阻断时间,使恢复人群在短时间内达到峰值.

大型浅水湖泊水质模型边界负荷敏感性分析

为探究太湖水质对外源负荷削减的时空响应分异性,阐明不同入湖水量和污染来源条件下对应的外源削减侧重点,基于EFDC模型构建太湖水质模型,将太湖入湖边界划分为7组,以COD和氨氮为输出目标,采用局部敏感性分析方法进行太湖水质边界敏感性分析.结果表明,各湖区的COD和氨氮改善响应特点为自削减边界向外围递减,边界敏感性指数均为西北湖区最高.枯水期削减条件下COD浓度改善率比丰水期低28.40%~34.71%,边界敏感性排序为西北湖区边界>竺山湖边界>贡湖边界>梅梁湾边界>西南湖区边界>东部湖区边界>东太湖边界;枯水期削减条件下氨氮浓度改善率比丰水期高41.59%~42.34%,边界敏感性排序为西北湖区边界>梅梁湾边界>竺山湖边界>贡湖边界>西南湖区边界>东太湖边界>东部湖区边界.因此,在进行大型湖泊外源污染防控决策时,需要根据不同水质考核指标综合考虑削减的时期和入湖河流位置.

环量分布对基于反问题设计的混流泵优化结果的影响

为定量研究叶轮出口环量分布对导叶式混流泵优化结果的影响,该研究在试验验证数值模拟准确性的基础上,以反问题设计为基础,结合最优拉丁超立方抽样法,径向基神经网络模型和多岛遗传算法,以0.8Q_(des)、1.0Q_(des)和1.2Q_(des)处泵段加权效率为优化目标(Q_(des)表示设计流量),以1.0Q_(des)处扬程变化小于3%为约束条件,在自由涡设计(叶轮出口环量恒定分布)和强迫涡设计(叶轮出口环量线性变化)两种不同方案下分别对比转速为511的导叶式混流泵叶轮进行参数化优化,并对优化结果进行对比分析。研究结果表明:以轮毂处环量值作为翼展方向环量分布控制参数,结合连续性方程、能量方程和径向平衡方程,对叶轮出口处环量分布进行计算是可行的;局部敏感性分析表明环量控制参数对优化结果具有较大影响,在优化设计中应该被考虑;自由涡设计优化结果的加权效率为84.14%,而在强迫涡设计中该加权效率为85.08%,且两者扬程均满足约束条件,内流分析表明强迫涡设计中效率的提升主要由叶轮出口附近流态的改善引起。研究结果可为同类型涡轮机械的优化设计提供参考。

动态主动打断项目组合选择问题的模型研究

动态主动打断项目组合选择问题是项目组合选择研究的新方向,然而该问题中涉及的六个重要参数都是不确定的,需要通过预测或估算才能得到,导致项目组合选择结果存在风险,最优解随着参数的变动发生变化。针对这种情况,本文首先提出了一个适合敏感性分析的动态主动打断项目组合选择新模型,并将其线性化;其次,运用GAMS\BARON求解算例,对比动态和静态主动打断项目组合选择模型的结果,验证了动态线性模型的优越性;最后,分别求解六个不确定性参数的敏感性系数,并进行了局部敏感性分析。结果表明:第一,动态主动打断项目组合选择线性模型既可以统筹安排新、旧项目,又能增加企业收益;第二,根据系数敏感性的排名,企业应当有区别地对待六个不确定性参数;第三,新项目投资和项目收益的敏感性大小和排序,会随着参数变动而变化。