基于Kriging插值代理模型的轴流式止回阀多目标优化

基于Kriging插值代理模型,对轴流式止回阀的各项性能进行综合优化,具体的优化目标为:降低正向流阻;减小阀芯振动;提升止回性能。通过试验设计方案找到影响轴流式止回阀正向流阻的主要结构参数因素,并以其作为优化对象,通过Kriging插值法拟合主要结构参数对应的性能样本点,在保证拟合精度的情况下,使用NSGA-II遗传算法同时对3个主要结构参数进行多目标优化,得到了三目标Pareto前沿,经过权衡不同因素对性能指标的影响大小,最终得到了综合性能最优的结构参数为:阀瓣丰满度系数α_(1)=2.199,阀芯长度L=386.322 mm,阀芯半径R=113.997 mm。其对应的止回阀性能为:正向出口流量Q=161.839 kg/s,正向出口流速v=3.30235 m/s,止回阀进口压力p=97632.2287 Pa。相比优化之前,阀门正向流阻减小了1.2%,阀芯振动降低了0.24%,止回性能提升了2.3%。

应用时空复合趋势面Kriging方法插值地表沉降

通过布设监测点可反映地表沉降变化趋势,确保施工和运营期间安全,但沉降监测点数量有限,且易受施工作业、天气等因素干扰导致数据缺失或污染,因此需对监测区域数据进行插值处理。针对采用传统地统计插值方法估计地铁地表沉降趋势精度较低的问题,提出了一种基于时空复合趋势面的Kriging插值方法。以乌鲁木齐地铁3号线2017年6月24日—9月3日共15期地铁地表沉降观测值为实验数据,分别采用两种方法对沉降监测点缺失数据进行插补。结果表明,相较于传统方法,基于时空复合趋势面的Kriging插值方法的拟合精度更高,RMSE可降低约35%。

基于AMCPSO优化Kriging插值的温度补偿方法研究

为了降低温度变化对转换力传感器测量精度的影响,提出一种自适应变异混沌粒子群算法(AMCPSO)优化Kriging插值的温度补偿算法(AMCPSO-Kriging)。研发转换力传感器,分析温度对传感器输出的影响,建立温度补偿标定实验平台,通过标定实验获得建立温度补偿模型所需要的样本集,采用数据稀疏化方法对样本数据进行优化。通过Kriging插值构建了温度补偿模型,利用AMCPSO算法以交叉验证方式下模型预测产生的均方根误差和作为适应度函数,对Kriging插值中的范围参数θ和平滑度参数pk进行寻优求解,得到性能最佳的温度补偿模型。基于AMCPSO-Kriging温度补偿模型对转换力传感器的测量效果进行实验验证,与标准力传感器进行对比。实验结果表明:对样本数据进行稀疏化处理,算法平均运行时间从1076 s减少到6 s,提高了温度补偿算法的运行效率。在−20~70℃温度范围内,经过AMCPSO算法优化的Kriging模型有效提高了转换力传感器的测量精度,相比于未经AMCPSO算法优化的Kriging插值,转换力传感器测量的平均满量程误差从1.2%FS降低到0.6%FS。通过现场实验验证温度补偿的效果,转换力传感器测量的绝对误差在70 N以内,最大满量程误差为2.3%FS。所提出的温度补偿方法有效消除了温度对传感器测量精度的影响,满足铁路工况使用要求,对转换力传感器在铁路上实际运用具有重要价值。

土地利用对住房价格空间分布格局的影响

基于Phython在搜房网中爬取2021年2月广州市住宅小区平均房价数据,利用空间自相关法和Kriging插值方法,探究广州市房价的空间相关性以及土地利用对住宅价格空间格局的影响。结果表明:(1)“高-高”集聚的主要分布在广州市中部、西南部,如天河区、海珠区和越秀区;“低-低”集聚主要位于广州市东北部,如花都区、从化区和增城区;(2)房价分布由以天河区、海珠区和越秀区等老城区为中心呈环状向外围逐渐递减,并呈现西南高东北低趋势,南沙区出现房价次高峰;(3)房价空间分布与建设用地空间形态及扩展模式相似,呈现由城市中心向外逐级辐射扩散,在城市中心内呈现连片集聚特征。此外,城市交通一定程度上促成城市房价空间格局,发达的交通道路网周边房价往往出现小热点。本研究将为优化土地利用、改善城市住房用地规划及房地产市场管理提供依据。

黄土高原小流域土壤养分的空间分布格局-Kriging插值分析

本文应用Kriging空间内插法 ,分析了黄土高原大南沟流域土壤有机质以及全N、全P、有效N和有效P等 4种养分含量的空间分布格局。结果表明 :土壤有机质呈现出坡上部低于坡下部的规律 ,其含量低于 0 5 %所占的面积最大 ,以耕地分布的区域为主 ,较高含量 (0 6～ 0 8% )则分布在农果间作地和林地的区域 ;土壤全N的分布格局与土壤有机质具有相似性 ,只是坡下部的全N含量高于坡上部的趋势较为明显 ;土壤全P含量相差较小为 13 8% ,不同全P含量的空间分布面积基本相等 ;有效N和有效P并未表现出土地利用和景观位置控制的分布格局 ,有效P的空间分布较有效N更为复杂。

利用Kriging插值方法研究山东龙口北马镇农田土壤养分的空间变异

以山东省龙口市北马镇1000hm2的科技示范区为研究区,在地理信息系统平台ArcGIS上,采用GeostatisticalAnalyst地统计分析模块中的Kriging插值方法研究土壤养分的空间变异性。该分析过程中,发现影响分析工作结果精度的是Kriging插值模型的选择及Cross Validation交叉验证法的检验与系数修正。数据分析结果表明,龙口市北马镇0～20cm耕层土壤中碱解氮、速效钾含量空间相关性中等,速效磷含量具有强烈的空间相关性,有机质含量空间相关性较弱。

玫瑰花产量灰色分析、Kriging插值及选择指数研究

【目的】探讨玫瑰(Rosa rugosa Thunb.)高产品种的选育理论与技术。【方法】对20个玫瑰品种的15个数量性状与单株产花量进行灰色系统分析、Kriging插值模拟、综合选择指数分析。【结果】单株花数、分枝数、花蕾宽和单花鲜重等4个性状与单株产花量的灰色关联度较大(大于0.5)。根据单株产花量的Kriging插值模拟结果,单株产花量随单株花数、分枝数的增加而增加,任何单一因素的变化均不能保证主要目标性状的提高。【结论】提高玫瑰单株产花量的选育方法应该采用多性状综合选择法,选用单株花数、分枝数、花蕾宽和单花鲜重等4个性状,以关联度为权重建立了单株产花量综合选择指数模型:I=0.3187x1-318.6164x2+670.1262x4+6.3474x8,指数遗传力=0.8014,综合育种值选择进展ΔH=245.8811,该研究结果对今后玫瑰高产花量品种的选育具有指导意义。

基于Kriging插值和回归响应面法的冲压成形参数的优化及对比分析

首先采用拉丁方试验设计方法进行样本数据设计,同时,为了提高计算效率,将基于Kriging插值和响应面近似模型引入板料成形优化设计的复杂系统中,并基于初始化变量进行优化,采用Krig-ing插值和响应面近似方法对样本点和优化过程中形成的优化点重新进行响应面构造,以确定优化范围内新的初始值并将约束减小到一定范围;随后采用遗传优化算法对更新的设计变量初始值和约束范围进行优化。如此循环,直至得到最优解。计算结果表明,在汽车覆盖件行李箱盖的压边力、拉延筋阻力最优设置以及避免出现拉裂、起皱现象方面,Kriging插值近似建模技术优于多项式回归响应曲面近似建模技术,其预测精度高,自由度高,建模效率高。

Kriging插值与拉丁超立方试验相结合构造电路元模型

电路系统的设计与优化常常需要参数与指标间简单、直接的模型,即电路的元模型。本文将Kriging插值和拉丁超立方抽样试验相结合构造了低功耗集成运算放大器的元模型。对于这种输出结果为确定值的电路仿真试验,与基于传统部分要因试验设计的多项式回归模型相比,Kriging模型具有更高的预测能力。

Kriging插值中条件数据点个数的选择

Kriging插值时使用的数据量越大,插值结果越可靠,但数据量对耗时的影响则呈指数增加。为了保证尽量多的数据参与Kriging插值,又能维持合理的计算耗时,必须正确地选择条件数据点个数。通过对地质统计学中Kriging插值算法的深入解析,利用Kriging插值中产生的平均权系数分析插值过程中的条件数据点个数的选择,当平均权系数最小时,找到这个平衡点,让插值过程中的计算在保证计算精度的同时,尽量减少计算耗时。并改变Kriging插值的维数、网格大小和变差函数的变程,分析所选择的条件数据点个数对此3种因素的敏感度,得到条件数据点个数选择40～60最为合适,主要的影响因素为计算维数。

基于Kriging插值的黑河分水后中游地下水资源变化

水资源短缺是西北地区内陆河流域面临的共同难题。20世纪黑河下游地区河水注入量的持续减少,使得依赖河水补给的地下水相应减少,从而出现了一系列的生态环境问题。为了恢复黑河下游生态环境,从2000年开始了黑河生态应急输水工程,实施水量的统一调度。中游地表水利用量的减少无疑会对地下水资源产生影响。根据黑河中游地下水观测数据,运用普通Kriging插值法,对分水前的20世纪90年代和分水后的2004-2005年间的地下水位和储量变化进行对比分析,发现中游甘州区、临泽县和高台县地下水位不同程度上都在下降,其范围在1.3～2.68 m,地下水可开采储量也随之减少,估算减少总量约为8.23×10~8 m^3。究其原因,一方面是由于分水使得地表水转化为地下水的数量减少,占总减少量的60.8%;另一方面,河水供给的减少促使中游地区转而大量开采地下水。两方面共同作用,使得中游地区地下水资源量日益短缺。

Kriging插值无网格方法及其在力学边值问题中的应用

在传统的无网格Galerkin法中,采用滑动Kriging插值方法构造形函数,并与无网格方法相结合建立一种新的无网格方法。依此方法所构造的形函数具有Kroneckerδ-函数属性,便于直接施加强制边界条件。结合弹性力学边值问题,阐述该方法的基本原理,进而通过算例计算与分析,考察该方法的计算精度及其效率。

基于PER-Kriging插值方法的降水空间展布

将PRISM插值对高程因素的计算方法引入普通Kriging插值中,提出了综合考虑观测点与插值点的位置、距离和高程关系的PER-Kriging插值方法。通过引入计算参考平面并进行数学变换,使该方法具有较好的可操作性。在对高程～降水量采用线性拟合的基础上,加入非线性拟合,进一步提高PER-Kriging插值的表达能力。在澜沧江流域分别采用PER-Kriging和普通Kriging方法进行降水插值对比,结果表明:前者能有效地消除观测点与周围区域地形差异太大造成的插值异常,并且能较好地消除插值运算的平滑效应,平均误差比后者减少了20 mm以上;不同曲线拟合插值的相对误差均小于12%。

应用Kriging插值方法插补干涉雷达DEM奇异值斑块

干涉合成孔径雷达 (InSAR)可以获取地表的三维信息 ,但是由于雷达数据的热噪声等原因 ,使得干涉雷达获取的DEM存在高程奇异值斑块 ,严重影响了InSAR获取DEM的应用。鉴于高程奇异值斑块在DEM中分布的随机性 ,以及一般DEM数据具有的空间连续性和空间自相关性 ,针对这一问题 ,笔者提出了利用基于空间统计学的Kriging插值法插补DEM的高程奇异值斑块。本文对STRM提供的DEM进行了插补 ,同时对插补的结果进行了精度分析。

Kriging插值和序贯高斯条件模拟的原理比较及在土壤空间变异研究中的案例分析

20世纪60年代由Matheron创立的Kriging插值方法目前已发展出多种形式，广泛应用于地学研究。该方法能根据现有数据给出空间变量的最优无偏线性估计，但其缺点是产生平滑效应。

基于Kriging插值的黄河流域降水时空分布格局

采用国家气象局整编的1960-2000年黄河流域97个气象站点的系列资料和Kriging插值方法,对黄河流域降水时空结构及其变化特征进行了分析。结果表明:黄河流域多年平均降水量的地区分布既受天气系统的制约,又受地形等地理环境的影响,造成明显的地区性差异;就年际变化而言,20世纪60年代和80年代降水偏多,尤其是80年代黄河流域年平均降水与正常值相比要偏高许多,而70年代和90年代降水偏少,目前正处于降水偏少时期。黄河流域上游的降水增加趋势相当明显,而中游和下游降水则明显减少;就降水年内分配而言,降水高度集中在汛期(6-9月),且上、中、下游降水均以7、8月最多,但下游7、8月降水较中、上游更为集中。研究结果和分析结论对了解黄河流域水资源演变具有十分重要的意义。

Kriging插值模型在地下水位监测网优化中的应用

目前运行的地下水监测网存在着很多问题,很难适应现代社会对信息的需求,需要对地下水监测网进行优化。详细介绍了Kriging插值模型的建立及求解过程,并运用该模型对黄水河流域平原区进行了地下水水位监测网的优化,得到了备选方案,然后根据具体的优化目标选出最优方案,结果较为合理。Kriging插值模型充分考虑了水文地质条件的影响,是优化地下水监测网密度的有效方法。

粒度可调的并行Kriging地层空间插值算法

为提高层状地层空间数据插值的计算速度和实现系统负载平衡,在采用动态调整并行粒度策略的基础上开发混合粒度的并行Kriging插值算法.在此算法中,根据CPU与地层层数之间的数量关系动态调整并行计算的粒度,优先使用粗粒度的并行计算策略,同时利用中粒度并行算法平衡负载.基于Windows2000操作系统搭建了PC机群并行环境,大量的试验统计数据表明该方法具有良好的可扩展性和并行计算效率.

基于Kriging方法的空间数据插值研究

介绍了Kriging插值方法及其实质,提出一种变异函数理论模型参数估计的新方法,给出变异函数理论模型有效性评定的统计指标,并通过算例予以验证。最后,通过实例与反距离加权法相比较,证实Kriging插值的优越性。

Kriging空间插值方法在地表形变监测中的应用

研究目的:探讨分析Kriging空间插值方法引入到地表形变监测中的可行性,以防治矿区地质灾害的发生或重新利用矿区土地资源。研究方法:将监测区域网格化,以监测点两期的监测数据作为样本点,将高程变化量和坐标变化量当作随机变量,运用Kriging插值方法估值网格点沉降量的大小,并运用监测成果绘制了监测区沉降等值线图,对监测成果进行分析及变异函数的评价指标计算。研究结果:监测"盲区"表现出形变量稳定,标准方差较小,插值结果可靠。研究结论:将Kriging空间插值方法运用到地表形变监测中,可实现从整体上宏观地监测整个区域的形变情况。