盐环定扬黄灌区五泵站运行优化研究

梯级泵站担负着农业和生活供水的重要任务,运行中消耗巨大能量,因此,提高泵站效率,降低能耗,对国民经济具有重大意义。为合理选择泵站机组在不同工况下的组合方式,实现单级泵站的运行优化,通过分析水泵运行特性以及管路损失特性,建立泵站能耗优化数学模型。采用动态规划法,以泵站运行总能耗最低作为目标函数,确定约束条件和递推方程,编写MATLAB动态规划程序对模型求解,能够计算出最优的开机组合。以陕甘宁盐环定扬黄灌区五泵站为研究对象,计算结果表明:采用动态规划法,利用计算机语言,可以快速并准确地在满足约束条件下所有的水泵开机组合型式中寻找出最优的开机组合,实现泵站的能耗减少,提高泵站的运行效率。建立的数学模型具有较强的实用性和通用性,可以为泵站的运行提供最优决策,对提高泵站的经济效益具有一定指导意义和应用价值。

珠江口及毗邻海域营养盐对浮游植物生长的影响

基于2006年7月(夏季),10月(秋季)和2007年3月(春季)的现场调查数据,对珠江口及毗邻海域中的营养盐和叶绿素a等环境生态因子的时空分布特性进行了对比分析,研究了氮磷比与叶绿素a含量和种群多样性之间的联系,探讨了该海域营养盐对于浮游植物生长的影响。结果表明:(1)研究海域营养盐表现出较强的季节和空间差异性,总氮(TN)和总磷(TP)浓度均值春季(1.545 mg/L、0.056 mg/L)和夏季(1.570 mg/L、0.058 mg/L)均大于秋季(1.442 mg/L、0.034 mg/L),且春夏季浓度空间差异更明显。(2)调查期间海域营养盐含量超标现象突出,夏季尤为明显。无机氮(DIN)总体均值0.99 mg/L,超四类海水标准限值1倍,活性磷酸盐(PO4-P)总体均值0.021 mg/L,DIN∶PO4-P平均值为130;叶绿素a浓度与营养盐、p H、温度有较显著的相关性。(3)叶绿素a浓度较高的站位,具有较高的DIN∶PO4-P值,但浮游植物多样性指数偏低,优势种明显,主要为中肋骨条藻。氮磷比的改变会影响不同生长特性的浮游植物间的竞争和种群结构的改变;今后海洋污染治理中,在控制氮、磷污染时要注意氮磷比的改变可能造成的浮游生态影响。

某大型地下洞室群断面变形监测数据的时序分形特征研究

文章以某大型地下洞室群工程项目为背景,首次引入标准极差(R/S)分析法处理收敛变形时程数据。首先,根据Hurst指数的基本含义并结合力学原理,指出分形维数代表断面变形的收敛速度,而Hurst指数本身代表监测开挖后围岩的松动程度;然后,计算分析了实际变形数据的Hurst指数及其分形维数,从而判断了变形时程曲线的动力特征,比较了同一断面各测线之间的区别;进一步分别计算了同一轴线上不同断面监测数据的Hurst指数值,推测了本工程区域内围岩变形性能的演变趋势;最后,总结了Hurst指数的影响因素及其算法的改进思路。

基于主从式并行遗传算法的岩土力学参数反分析方法

考虑到遗传算法的天然并行性和集群计算的高速并行性,提出了基于主从式并行遗传算法的岩土力学参数反分析方法。采用实数编码方法,缩短了个体编码的长度,减少了搜索空间;采用动态任务分配方案,可以避免处理器效率的不均衡;采取"松耦合"的方法将主从式并行遗传算法与FLAC程序进行耦合。基于C+MPI语言编写了反分析程序,并用标准弹性问题对程序进行了测试。测试结果表明,主从式并行遗传算法不仅能够准确地对岩土力学参数进行反分析,而且随着问题规模的增大可以得到接近线性的加速比。因此,针对适应度评价计算量大的岩土工程反分析问题,采用基于主从式并行遗传算法的岩土力学参数反分析方法,既保证了反分析的求解精度,又提高了反分析速度,满足工程上对于反分析的及时性需求,具有较强的应用价值。

T型坝两侧潮汐水动力特性的数值研究

为了避免传统潮汐能开发过程中在河口或海湾筑坝形成水库进而严重影响通航、鱼类产卵洄游和生态环境,考虑了一种垂直于海岸的"T"型坝,使平行于海岸向潮波传播到坝体两侧的潮位存在相位差,进而产生作用于坝上的水头。本文研究了该型坝坝体两侧的水动力特性,探索坝体和引水洞几何参数对作用于坝上水头的影响规律。该研究基于二维潮流模型,模拟了渤海及黄海北部海域潮流场,考虑在大连附近设置T型坝,计算和分析了坝头和坝干长度对作用于坝上最大水头的影响规律,固定坝干(或坝头)长度,作用在坝上的水头在一定范围内随坝头(或坝干)增长而线性增大。研究了在坝干上设置引水洞的T型坝的潮汐水动力特性。研究结果表明:随着引水洞尺寸的增大,作用在坝上水头不断减小,而最大发电功率先增大后减小,存在一个发电峰值。

横观各向同性岩体中任意形状巷道的位移解析解

在采矿工程中遇到大量的层状岩体稳定性问题。对于层状岩体,在力学上可将其处理成横观各向同性体。根据横观各向同性弹性力学的平衡方程、物理方程和几何方程,推导了横观各向同性平面应变问题的相容方程;根据应力函数的复变函数表示,推导了横观各向同性平面应变问题中位移分量的复变函数表示;利用保角映射,推导了横观各向同性岩体中任意形状巷道的位移解析解。虽然在推导中假设巷道横断面平行于各向同性面,但位移解析解表明,围岩径向位移不仅与各向同性面上的弹性模量和泊松比有关,而且与垂直各向同性面方向的弹性模量和泊松比有关。