矿坑涌水量预测模型参数灵敏度分析

矿区水文地质条件一般较复杂,参数的空间变异性强,致使矿坑涌水量预测模型中的参数具有一定的不确定性,从而影响预测结果的可靠度。为定量确定影响预测结果的主要因子,文章以某金属矿区的矿坑涌水量计算模型为研究对象,运用扩展傅里叶幅度灵敏度检验法(extended Fourier amplitude sensitivity test,EFAST)对模型参数进行了全局灵敏度分析,得到相关参数的一阶灵敏度和总灵敏度,并分别与局部灵敏度分析法和Morris法的评价结果进行了详细对比分析。研究结果表明,采用EFAST法开展矿坑涌水量预测模型的参数灵敏度分析是切实可行的,也是较为有效的方法之一,矿坑涌水量预测结果对渗透系数最为敏感。

CFRP钢管混凝土轴压承载力灵敏度分析

CFRP钢管混凝土的轴压承载力与很多因素有关,由于材料制造、使用等原因,这些参数并不是一个确定的值。基于此,考虑参数的不确定性,对CFRP钢管混凝土的轴压承载力进行灵敏度分析。考虑了9个参数并生成参数样本值,使用ABAQUS的脚本语言Python对CFRP钢管混凝土进行参数化建模,调用ABAQUS的批处理器计算极限承载力。分析了极限承载力的局部灵敏度和全局灵敏度,针对全局灵敏度计算量大、计算时间长的问题,提出了通过二阶响应面建立拟合的函数关系,运用傅里叶幅值检验扩展法计算其全局灵敏度指数。研究表明:钢管内径对极限承载力的影响最大。对比局部灵敏度和全局灵敏度2种分析方法,参数在小范围内变化,局部灵敏度分析可以快速得到理想的结果。若各参数的变异性相差太大,使用全局灵敏度分析更为准确。

傅立叶扩展灵敏度分析法在他克莫司群体药物动力学模型中的应用

本研究应用傅立叶扩展灵敏度分析法(Fourier amplitude sensitivity test,FAST),针对他克莫司的群体药物动力学模型,评价参数的变异度的改变对模型输出值的影响。此外,根据药物动力学参数在不同采血时间点的灵敏度指数变化,设计不同的采样方案,并比较相应拟合参数的质量,以确定不同时间点的预测效力。结果发现,他克莫司群体药物动力学二室模型中除CL1/F外的其他4个参数V1/F、V2/F、CL2/F和ka(吸收速率常数)的灵敏度指数水平较高,随时间的变化速度也较快。另外,随ka变异度的增大,其自身的灵敏度指数明显增加,而其他参数的灵敏度指数显著降低,且CL1/F灵敏度指数的达峰时间发生明显前移。针对仿真数据按不同采样方案进行拟合,发现根据傅立叶灵敏度分析法设计的方案拟合出的数据质量优于其他方案。结果提示,傅立叶扩展灵敏度分析法能够有效检验模型参数的灵敏度,并且可以辅助设计临床采样的较优采样时间,提高模型质量。

基于EFAST的盾构隧道安全指标全局敏感性分析

为了分析地铁隧道健康监测中各个指标之间的相互演化作用关系,提出了一种对监测数据进行分析的数据挖掘思路,将傅里叶幅值灵敏度检验扩展法(EFAST)应用于各项指标的全局敏感性分析中。依据现行隧道安全评价规范,建立反映隧道安全状态的指标体系;通过基于粒子群优化的最小二乘法支持向量机(PSO-LSSVM),模拟构建了各安全指标函数拟合模型,用以描述隧道各安全指标之间相互作用关系;在此基础上,采用EFAST对该模型的指标进行了全局敏感性分析。结果发现,对隧道安全性影响较大的敏感因素有管片接缝张开宽度、管片接缝接触应力和隧道沉降值;另外,还分析了不同的目标参数、不同的参数取值范围、不同的输入参数的分布形式对参数敏感度值的影响,从不同的角度揭示了盾构地铁隧道中参数的相互作用机理的演化规律。

基于EFAST方法的WOFOST作物模型参数敏感性分析

作物生长模型广泛应用于作物长势监测和产量预测。为了有效识别作物模型关键参数,减少模型模拟的不适用性,选取河北省藁城市2009—2010年冬小麦作为研究对象,应用扩展傅立叶振幅灵敏度检验法(EFAST),对WOFOST模型26个作物参数进行敏感性分析。结果表明,生育期为0.5和1.0时的比叶面积(SLATB1和SLATB2),出苗到开花期的积温(TSUM1),35℃时叶面积的生长周期(SPAN),20℃下单叶有效光能利用率(EFFTB3)和最大CO2同化率在30℃的校正因子(TMPF4)等6个参数的敏感性指数均大于0.1,说明对产量形成的贡献较大。研究证明,基于扩展傅立叶幅度检验法(EFAST)的敏感性分析对模型修正具有指导意义,可为模型参数"本地化"提供重要依据。

混凝土收缩徐变的神经网络建模与敏感性分析

混凝土收缩徐变的影响因素较复杂,建立预测模型时如果无法确定每个因素的重要性,会导致模型的泛化能力降低。敏感性分析是一种量化影响因素贡献的方法。文中提出了一种BP-EFAST(扩展傅里叶幅度灵敏度检验)的敏感性分析方法,建立全连接BP神经网络收缩徐变预测模型,在评价现有收缩徐变经验预测模型的基础上,采用EFAST方法分析混凝土收缩徐变影响因素的敏感性。结果表明,相较于收缩徐变经验预测模型,BP模型的预测误差更小,预测范围更大;收缩龄期(持荷龄期)、体积表面积比、环境湿度对收缩徐变的敏感性较高,与混凝土收缩徐变机理相符;混凝土收缩的敏感因素有收缩龄期、体积表面积比、养护龄期、水灰比、环境相对湿度、28 d抗压强度,混凝土徐变的敏感因素有持荷龄期、水灰比、水泥含量、体积表面积比、环境相对湿度、28 d抗压强度、28 d弹性模量、加载龄期。

基于光谱水分指数的阔叶树种叶片等效水厚度估算

植物叶片的水分含量是评价植物水分状态的一项重要指标。为快速、准确地获取植物的叶片含水量,分别使用传统敏感性分析方法和扩展傅立叶振幅灵敏度分析(EFAST方法)对PROSPECT模型进行了敏感性分析。在此基础上筛选与叶片含水量敏感度高的光谱水分指数,并以阔叶树种为研究对象,根据地面实测叶片等效水厚度(lEWT)和光谱数据建立了叶片等效水厚度估算模型并验证。结果表明:EFAST方法比传统的敏感性分析方法,可以量化叶片各项生化参数的敏感特征。叶片等效水厚度的敏感波段为900~2 500 nm,但在这个范围内光谱反射率也受叶片结构(N)和干物质含量(Cm)的影响;在选取的8个光谱水分指数中,水分胁迫指数(IMSI)、归一化差异红外指数(INDII)和归一化差异水分指数(INDWI1640)可以有效提高lEWT的敏感度。基于实测数据对植被水分指数建立的叶片等效水厚度估算模型的验证结果显示:INDWI1640和INDII估算模型的预测精度要优于其他指数。对比分析表明:在选取的光谱水分指数中,INDWI1640和INDII是叶片尺度上估算水分的最佳指数,而归一化差异水分指数(INDWI1240)和简单水分指数(ISRWI)适合于低值区域的叶片等效水厚度反演。