基于贝叶斯优化的三维水动力-水质模型参数估值方法

随着水质目标管理要求的提升,基于复杂的三维水动力-水质模型的决策成为流域精准治理的必需.水质模型通常具有复杂的结构,包含大量的方程和参数,而参数取值的准确性会影响模型对水体系统表征的可靠性,进而影响根据模型结果进行水环境管理的效果,因此,有必要探究适用于复杂水质模型的高效参数估值方法.传统的自动参数估值方法应用于复杂的水质模型时会面临计算瓶颈,而贝叶斯优化适用于高运算成本模型的优化问题.本研究提出基于贝叶斯优化的复杂水质模型参数估值方法,主要包括:①重要影响参数识别;②重要参数敏感性排序与筛选;③采用贝叶斯优化对筛选出的参数进行估值;④方法的适用性评估.同时,将该方法应用于云南异龙湖的三维水动力-水质模型的参数估值中,发现进行参数估值后模型lg(NSE)均大于0.65,表明模型达到了满意的级别.研究表明,当贝叶斯优化算法的采集函数为EI时,仅需要141次迭代lg(NSE)即可达到0.766,该方法对复杂水质模型的参数估值具有一定的借鉴意义.     

基于M-C方法的复杂气井井筒完整性失效因素不确定性分析

基于Monte-Carlo法对不同的随机性指标进行不确定性分析,得到影响复杂气井井筒完整性参数的随机概率分布情况,并给出相应的概率密度。研究表明:在工程和实验室样本下基于M-C方法得到的管柱材料参数、管柱强度、水泥环材料参数、水泥环强度和井筒围岩参数均符合Gaussian分布,且参数的不确定性分析结果受样本空间影响很大,样本区间越大,结果精度越高。研究成果可为复杂气井井筒的设计、安全风险评价提供理论和方法支持。     

基于典型相关系数和随机森林的水质预警方法

针对突发水污染事件提出一种高精度的预警方法.首先,通过模拟实验建立包含22种常见污染物的突发水污染事件数据库,然后采用典型相关系数准确揭示污染事件发生后多元水质参数之间的协同反馈规律.最后,基于多参数协同反馈规律构建“典型相关系数-随机森林”水质预警模型.结果表明预警模型对已知和未知污染物的平均准报率分别为96.78%和98.33%,对水质监测基线的平均误报率为0.16%.本研究成果可为降低突发水污染事件损失和保障供水安全提供有效的技术支撑.     

一种新型电磁抛投器仿真设计分析

抛投器广泛应用于多种救援场合,目前抛投器的动力主要有气动式和火药式两种。本文首先介绍了目前抛投器发展现状,根据现有抛投器的技术参数,提出了一种采用电磁力给抛投器提供动力的新方式。接着综合分析三种电磁发射方法,选取线圈型电磁发射方式,根据异步感应式直线电机基本原理和有限元电磁场数值计算理论,利用COMSOL Multiphysics软件建立电磁抛投器结构图和有限元仿真模型,对这种新型电磁抛投器不同抛体金属套材料和不同初、次级空气长度这两个重要结构参数进行仿真分析对比,给电磁抛投器选择了一组优化的结构参数。     

膜生物反应器营地生活污水处理设备应用

基于膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)工艺建造的生活污水处理装置处理营地生活污水具有很多优势。通过对中海油乌干达营地MBR设备的调试,确定出设备的运行参数:过滤10min、停止2min;每隔4h自动进行产水反洗;产水流量200L/h;在线化学清洗时间每隔144h一次或产水抽吸压力≥30kPa时自动进行;所采用清洗剂浓度为500¹ 000mg/L,每片膜曝气量3Nm3/h。通过该系列参数的确定,保证了设备主要指标满足项目所在地的国家标准。     

基于三维动力学模型及试验数据重用技术的全箭模态分析

目的在运载火箭设计过程中,获得精确的全箭模态数据,为火箭总体设计提供关键输入参数。方法针对全箭动特性数据的高效高精度获取问题,提出并实践基于三维动力学模型和试验数据重用相结合的模态参数获取方法,包括高精度全箭三维动力学模型建模技术、数据重用技术、多状态模型修正技术、模型综合技术。结果解决了界面连接刚度未知条件下的全箭模态精确预示难题。在设计阶段给出了高精度的动特性数据,分析结果与靶场试验结果比对,一阶弯曲频率误差在2%以内,斜率误差在4%以内,分析结果通过了靶场竖立模态试验验证,最后进一步通过型号首飞成功验证。结论靶场竖立模态试验验证和型号首飞成功验证说明提出的获取全箭动特性参数方法高效可靠。     

丘陵道路下实际行驶污染物排放研究

为研究丘陵道路特征对实际行驶排放（RDE）试验中污染物排放和动力学特性校验的影响,本文利用一辆轻型汽油车,在重庆地区满足国六排放法规要求的4条不同道路特征的路线上各进行了两次RDE试验.结果表明：CO₂与道路坡度呈显著线性相关,坡度每增加1%,CO₂排放因子平均增加22.4%,CO和PN则与道路坡度呈二次多项式关系,NO_x与坡度无明显相关性.从移动平均窗口层面对比考虑坡度的VSP_pos[95]（路段中正比功率升序排列的第95个百分位值）和不考虑坡度的v·a_pos[95]（速度与正加速乘积升序排列的第95个百分位值）与PN的关系,发现窗口VSP_pos[95]和v·a_pos[95]与PN的二次拟合R2平均值分别为0.93和0.72,当窗口累计正海拔增量大于600 m/100 km时,VSP_pos[95]与PN的相关性明显优于v·a_pos[95],建议在累计正海拔增量大于600 m/100 km的...     

数值模拟在可渗透反应墙设计中的应用研究进展

可渗透反应墙(PRB)是一种高效的地下水污染原位修复技术。数值模拟方法有助于评估在不同参数(如尺寸、安装位置和朝向、渗透系数等)下的PRB性能,常作为PRB工程设计和长期运行的基础。归纳总结了典型地下水模型和软件在PRB设计中的应用特点,梳理了国内外数值模拟方法在PRB工程设计、寿命评估和参数优化等方面的应用现状,探讨了数值模拟在PRB技术中的应用前景和重点研究方向,以期为我国PRB技术的推广应用提供参考。     

黑河大型底栖动物功能摄食类群时空分布及水环境评价

为研究大型底栖动物FFGs（功能摄食类群）分布及其与水环境变化的响应关系,分别于2020年夏季和秋季对黑河大型底栖动物和水环境因子进行采样调查,采用生物多样性指数、冗余分析（RDA）和功能摄食类群参数分析不同区域FFGs的分布及水环境的健康状况.结果表明:（1）黑河大型底栖动物以捕食者和刮食者占绝对优势,其次为收集者、滤食者、撕食者.大型底栖动物FFGs群落的物种数、密度、生物量和Shannon-Wiener多样性指数(H_FD′)由高到低均表现为中游>上游支流>上游干流,且均为夏季大于秋季,但Pielou均匀度指数(J_FD′)时空差异不显著.（2）冗余分析（RDA）结果表明,夏季影响大型底栖动物FFGs群落的主要环境因子为水温（WT）、电导率（EC）、溶解性总固体（TDS）浓度、盐度（Salinity）、溶解氧（DO）浓度、五日生化需氧量（BOD₅）浓度和高锰酸盐指数(COD_Mn)浓度;秋季影响大型底栖动物FFGs群落的主要环境因子为WT、TDS浓度、Salinity、COD_M...