CMA-MESO千米尺度变分同化系统中极小化控制变量的重构

重构GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)全球、区域一体化变分同化系统中的极小化控制变量,提升中、小尺度同化分析能力,为中国气象局业务区域数值预报系统CMA-MESO提供千米尺度适用的同化方案。新方案用纬向风速(u)和经向风速(v)替代原有流函数和势函数作为新的风场控制变量,采用温度和地面气压(T,ps)替代原有非平衡无量纲气压作为新的质量场控制变量,同时不再考虑准地转平衡约束,而是采用连续方程弱约束保证分析平衡。背景误差参数统计和数值试验结果表明,采用重构后的极小化控制变量,观测信息传播更加局地,分析结构更加合理,避免了原方案在中、小尺度应用时存在的虚假相关问题。连续方程弱约束的引入,限制了同化分析中辐合、辐散的不合理增长,帮助新方案在分析更加局地的同时保证分析平衡。为期1个月的连续同化循环和预报试验结果表明,新方案可以减小风场和质量场分析误差,CMAMESO系统地面降水和10 m风场的预报评分显著提升。

控制变量法探究烷烃取代反应的实验条件

取代反应是典型的有机化学反应类型,烷烃取代反应实验效果的影响因素较多,通过控制变量法探究烷烃与氯气光照发生取代反应的优选条件,单一改变反应物、反应容器、光照条件等变量以获取烷烃取代反应的演示实验的较佳效果,能帮助学生更充分地理解取代反应的概念,更好地服务于化学课堂教学。

引入控制变量的车身噪声传递函数优化研究

为解决车辆整备车身噪声传递函数优化中消除某噪声传递函数声压级峰值时易引发新的噪声声压级峰值的问题,提出引入控制变量的车身噪声传递函数优化方法。以某车型驾驶室为研究对象,构建优化模型,以驾驶室结构板件厚度为变量,利用所提出的算法对涉及的参数进行迭代优化。结果表明,该方法有效降低了目标频带内的噪声传递函数声压级峰值。

基于新课标的初三化学探究实验题复习策略——对控制变量法的学习与应用

新课标提倡为学生建构系统化、结构化的知识体系,初三是化学启蒙时期,同时面临升学考试。通过研究新课标和中考试题发现中考注重考查学生的化学核心素养发展,所以应在复习中采取符合新课标要求的策略。探究实验题是各地中考化学试题中的重难点,学生对控制变量法的学习和应用是突破关键。结合教材原型实验对控制变量法思想模型进行构建,结合考题改编为学生提供探究实验实践和变式训练,可帮助学生在复习阶段发展思维,提升化学核心素养和成绩。

基于控制变量法的钢混凝土组合桥结构参数分析

为研究钢混凝土组合桥结构参数对受力性能的影响规律,利用有限元软件建立钢混凝土组合桥面板节段有限元模型,基于控制变量法进行钢混凝土组合桥面板参数性研究分析,分别研究钢面板厚度、混凝土面板厚度以及剪力钉间距对钢面板跨中应力和支点应力、混凝土面板跨中应力和支点应力以及跨中挠度的影响规律。结果表明,随着混凝土面板厚度和钢面板厚度的增加,钢混凝土组合桥面板结构各项力学性能指标均呈现减小的趋势,而随着剪力钉间距的增加,结构各项力学性能指标也增加,三个参数影响程度最大的为混凝土面板厚度,最大影响程度分别为钢面板和剪力钉间距的38.01%和35.50%,因此在类似结构设计时可以着重关注混凝土板厚度参数的改变,确保结构受力性能良好。

熔盐炉控制变量对固碱生产的影响

探讨了熔盐炉控制变量对固碱生产的影响,严格管理这些关键变量可确保固碱生产的顺利进行及生产成本的降低、同时可提高产品质量,以推动片碱生产领域的技术进步和可持续发展。

用控制变量法提升韦达定理的探究价值

一元二次方程系数的变化会引起两根之积与和的变化,但面对系数不确定的一元二次方程及其两根,如果教师没有给予学生明确的提示,学生则很难自主发现这种关系.而采用控制变量法给出方程题组,能够有效诱发学生自主探索韦达定理的意识,并快速准确地提出猜想.

在探究过程中习得“控制变量法”

物理课程标准指出,教师要引导学生“经历科学探究过程,学习科学研究方法”。笔者以人教版物理八年级下册第十章《浮力》中的实验“探究浮力的大小跟哪些因素有关”为例,谈谈如何引导学生探究影响浮力大小的因素,并掌握“控制变量法”这一教学重难点。一、联系生活经验,引发学生猜想日常生活经验能引发学生的猜想,让学生有探究的兴趣。基于此,教师可以创设与学生生活经验密切相关的教学情境,让学生在现实问题的驱动下猜想,并根据原有知识经验合理推测,使学生的思维聚焦到决定浮力大小的因素上来。

亚洲期权价格的一个新的多元控制变量估计

提出了一个新的用来估计亚洲期权价格的多元控制变量估计 ,由数值结果可知 ,当离到期时间很长或标的资产收益的波动率很大的时候它对其他控制变量估计有显著的改进。

处理动态优化问题中控制变量路径约束的方法

目前国际上对动态优化问题中的状态变量路径约束已有一些研究,但专门处理控制变量路径约束的方法却鲜见报道.本文首先介绍两种分别基于三角函数变换、约束算子截断来处理控制变量路径约束的方法,然后提出一种基于光滑化的二次罚函数方法.光滑化罚函数方法不仅能够处理控制变量路径约束,而且还能同时处理关于状态变量的路径约束.最后使用目前流行的控制变量参数化(Control variable parameterization,CVP)策略对最终获得的、不再含控制变量路径约束的动态优化问题求解.实例测试一展现了三种方法各自的特点;实例测试二表明了光滑罚函数方法的有效性和优越性.

控制变量法在二次函数教学中的应用解析

在科学实验中,经常会采用控制变量法来探究某一因素对实验结果产生的影响.在数学研究中适当地引入控制变量法可以帮助解决一些研究的困顿点,便于观测,促进理解,让思维更具条理性.本文就将结合具体的教学案例,解析控制变量法在二次函数教学中的具体应用.

控制变量法在初中物理教学中的应用

本文探讨了控制变量法在初中物理教学中的应用,重点介绍该方法的理论基础、实施步骤以及教学效果.通过合理设计实验,学生能够更深入地理解物理概念,培养科学思维和实验技能,提高学习兴趣.本文总结一些成功的教学案例,并展望未来在初中物理教学中控制变量法的发展前景.

例析中考解题中控制变量法的应用

《义务教育课程标准(2022版)》中提出学习控制变量和对比实验的实验设计方法,初步形成条件控制的意识。在中考复习阶段,可以以教材中控制变量和对比实验复习串联起基本实验并形成对比的科学方法。本文以2023年全国各地中招考试化学试题为例,说明应用控制变量法解题的思路与策略。

2010年4月14日玉树地震滑坡空间分布与控制变量分析

2010年4月14日07时49分,青藏高原中部,青海省玉树县发生了Ms7.1级大地震(玉树地震)。震后遥感影像目视解译与实地调查结果表明,本次地震触发了2036处滑坡,总面积约1.194km2,这些滑坡大概分布在一个面积约1455.3km2的矩形区域内。本文分别使用滑坡数量与滑坡面积这2个标准,对玉树地震滑坡的地震控制变量(震中距、宏观震中距、与地表破裂距离、PGA)、地形控制变量(高程、坡度、坡向、坡位、与水系距离)、公路控制变量(与公路距离)共3大类、10小类地震滑坡控制变量进行统计分析研究。结果表明:(1)玉树地震滑坡受地表破裂的控制作用强烈,滑坡多发生在距离地表破裂1.5km的区域内,宏观震中距对滑坡也有一定的影响作用,滑坡多分布在距宏观震中22km的区域内,而震中距与PGA对滑坡的控制作用不明显;(2)地形因子方面,滑坡多发生在高程为3800～4000m与4200～4600m的范围,坡度20°～35°的范围,NE、E坡向,中坡与下坡位,滑坡随着与水系距离的增加而减少,多发生在距离水系200m的区域内;(3)距离公路越近,滑坡越发育,滑坡多发生在距离公路300m的范围内。

伴随同化技术在渤、黄海生态模式中的应用：控制变量的选取与孪生实验

在渤、黄海海域建立了物理海洋模型与NPZD生态模型的耦合模型，就伴随同化技术应用中如何从众多模型参数中选择控制变量的难题做了深入研究。研究发现，对于渤、黄海海区的NPZD模型，除了用传统的方法选取控制变量之外，代价函数关于模型参数的梯度信息也可以作为选取控制变量的标准之一，这从另一个角度解决了如何确定控制变量的问题。另外，通过孪生实验验证了在渤、黄海NPZD生态模式中使用伴随同化技术同化水色遥感数据的可行性，这为以后将水色卫星遥感数据同化到海洋生态模型中奠定了基础。

以匹配半径外离子数为控制变量的束晕控制

实现了以强流加速器中离子束流匹配半径外的离子数为控制变量的束晕—混沌控制,并定性地讨论了新的控制变量与已往的控制变量相比所具有的优点.通过研究,提出了一个正弦函数形式的控制器.可以看出,该控制器对离子信息的探测量较少,与以往的控制器相比,更方便于应用.

含离散控制变量的大规模电力系统无功优化

提出了一种求解含离散控制变量的大规模电力系统无功优化的新算法,该方法通过对离散变量构造罚函数并直接嵌入非线性原对偶内点法中,以实现离散变量在优化过程中的逐次归整。文中对罚函数处理离散变量的原理以及其如何与原对偶内点法的直接结合进行了详细论述,并给出了一种新的数据结构以快速有效地求解高阶修正方程。从IEEE 14节点到广东省538节点电网等几个不同规模系统的演算结果可看出,该方法可以有效地处理离散变量,而且具有较好的收敛性和精确性。

基于参数控制变量最优潮流算法在电力系统配网无功优化中的应用

在电力系统配网无功优化计算中,由于总的无功最优补偿容量无法确定,所以传统的等网损微增率方法无法得到一个较优的补偿方案;另外,在配网的实际运行中,当电压偏差较大时,有载调压变压器往往作为调节电压的手段而对无功功率的分布产生影响,这也使得等网损微增率方法难以实现.为了解决该问题,提出了一种将基于参数控制变量的最优潮流算法作为主要手段的新型无功优化方法.该方法以最小化平衡节点的注入功率为目标函数,将并联补偿的电容器组的电纳值和可调变压器的变比作为控制变量,在计算过程中计入了由于进行无功补偿所造成的网络参数变化,从而提高了计算精确度.最后给出了该方法应用于IEEE-30节点系统的计算实例.

多FACTS元件控制变量配对方法与协调投运策略

多个灵活交流输电系统(FACTS)元件接入系统中各FACTS元件控制器间存在负的交互影响。针对已有的变量配对方法和交互影响分析方法存在的局限和不足,根据NI指数理论,提出适用于大规模、多变量的基于NI指数的多控制变量配对方法,运用该方法找到使得控制器间交互影响最小的控制变量最优配对组合。通过对最优配对组合进行分析,得到最优配对组合中与交互影响的严重程度关系最大的一组输入-输出变量。依据这一关系,制定出相应的多FACTS元件协调投入控制策略。以第二代串联型FACTS元件——静止同步串联补偿器(SSSC)为例,通过仿真系统的计算与分析,证明了所提出的多控制变量配对方法的可行性;并利用PSCAD搭建了含多个SSSC元件的系统进行仿真验证,证明了所制定的协调投运策略是可行、实用的。

辐射供冷空调室内热环境控制变量的选择

对辐射供冷系统空调末端与室内热湿环境之间的能量交换过程进行分析,分析了辐射供冷空调室内热环境参数特点。基于热舒适理论,分析了辐射供冷环境低平均辐射温度对人体热感觉的影响,根据辐射供冷空调的特点,从实际应用的角度出发,分析选择适合辐射供冷空调的室内热环境控制变量。通过分析提出辐射供冷室内热环境控制变量应综合考虑平均辐射温度和空气温度两个指标,可将操作温度作为室内热环境控制的反馈变量。