基于差分进化算法和降阶模型的渗流场反问题研究

发布时间：2024-03-31 12:24

　　中国水能资源的开发已逐渐向西部偏远地区推进,在建和拟建的大型水利水电工程坝址区多位于河谷深切、地质条件复杂的西部地区,查清库区渗流问题对水利水电工程的建设和安全管理十分重要。岩土体渗透系数是控制地下水渗流特征的关键参数之一,未知的渗透系数会对地下水模拟的可靠性产生严重影响。由于工程岩体的渗透性常具有空间变异性,仅依靠传统的现场试验法已不能满足工程需求。利用逆模型进行参数估计是地下水模拟的一个重要组成部分。作为一种典型的反演方法,数值模型和优化算法相结合的模拟-优化方法需多次调用数值模型,以对大量随机生成的候选解进行评估。即使使用高速处理器,参数反演也是一项非常耗时且计算量大的任务。本文针对模拟-优化方法的高耗时问题进行了研究,在尽可能减小引入误差的前提下,从优化算法、反演参数和数值模型三方面研究了减少模拟-优化方法时间成本的方法。由于水头为渗透系数的非线性函数,本文使用差分进化算法作为参数反演的优化算法。主要研究内容和成果如下:(1)阐述了模型校准与参数反演的关系,给出了有限元软件ADINA与优化算法结合的方法,建立了估计渗透系数的模拟-优化模型(ADINA-MMRDE)。通过一个算例...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图2-5测试模型和模型组成

2稳定渗流问题反演模型的建立23图2-5所示，模型使用的参数列于表2-2中，其中LBound、UBound和Middle分别表示各模型参数变化范围的下界、上界和中间值，P为参数的代号。为了测试基于ADINA的模拟-优化模型的性能，使用假定的参数组作为测试模型的真实参数，并以此参数....

图3-1反射变异策略的变异操作示意图

3差分进化算法的改进研究313差分进化算法的改进研究3.1引言差分进化（DE）算法是一种简单且易于编程实现的随机搜索技术。尽管DE算法相比传统优化算法具有更强的全局搜索能力，但其计算量远大于传统优化算法，且对于复杂的优化问题，其仍易陷入局部最优。变异操作是DE算法的重要组成部分，....

图4-3模型网格剖分及水头分布云图

图6-1天然渗流场模型

6某水电站工程初始渗流场的反演研究105称为运行期模型）。这两个模型具有相同的模型区域，运行期模型由253,789个节点，1,504,142个四面体单元和15个单元组组成。网格和各单元组的组成如图6-2所示。有关运行期模型的复杂渗流控制系统的性能评估，请参阅文献[202]。图6-....

本文编号：3943929