基于R2指标和参考向量的高维多目标进化算法

在高维多目标优化中, 不同的优化问题存在不同形状的Pareto前沿(PF), 而研究表明大多数多目标进化算法(Multi-objective evolutionary algorithms, MOEAs) 在处理不同的优化问题时普适性较差. 为了解决这个问题, 本文提出了一个基于R2指标和参考向量的高维多目标进化算法(An R2 indicator and reference vector based many-objective optimization evolutionary algorithm, R2-RVEA). R2-RVEA基于Pareto支配选取非支配解来指导种群进化, 仅当非支配解的数量超过种群规模时, 算法进一步采用种群分解策略和R2指标选择策略进行多样性管理. 通过大量的实验证明, 本文提出的算法在处理不同形状的PF时具有良好的性能.     

流域系统科学初探

随着人类社会对河流乃至流域影响广度、深度和强度的不断增加,对流域系统内部不同要素之间的互馈关系和博弈关系研究的不断拓展和深入,以致流域系统治理及其战略研究已经超过传统学科的范畴,亟需建立新的学科支撑体系。本文基于近十年的探索研究,提出了流域系统科学的概念,并对其研究对象、科学内涵、科学问题、研究方法及研究前景进行了全面阐释。流域系统科学以物质、能量、信息、价值流动过程为纽带,以行洪输沙-生态环境-社会经济三大子系统组成的流域复杂巨系统为研究对象,其基础研究需求包括各子系统内部演化过程与机理、各子系统间相互作用关系与协同演化机制、流域系统协调发展策略与战略布局3个层面。流域系统科学以传统学科为基础支撑,基于系统理论和方法探索制约流域治理保护和区域社会经济高质量发展的协同博弈关系,通过全流域系统观测网络和大数据平台建设,构建流域系统治理集成研讨厅,为流域系统治理保护与管理的战略研究提供科学的理论方法体系。     

黄河下游黏性泥沙的冲刷速率研究

由于黄河下游河床中黏性泥沙与非黏性泥沙的抗冲性明显不同,导致黄河下游河势畸形、河岸坍塌等现象频发。选取黄河下游花园口附近河床中3种不同颗粒级配黏性泥沙进行抗冲刷试验,建立不同淤积固结状态下黏性泥沙冲刷速率与相对剩余切应力的关系,分析黏性泥沙干密度、中值粒径对冲刷速率、冲刷系数、能量指数的影响。结果表明:对于不同颗粒级配的黏性泥沙来说,其冲刷系数随着干密度的增大而减小;能量指数随着干密度的增大而增大;能量指数与相对剩余切应力近似成2次方关系;泥沙中值粒径在6.1～804.0μm范围内时,冲刷系数随中值粒径的增大呈现出先增大后减小的趋势;能量指数随中值粒径的增大呈现出先减小后增大的趋势。     

黄河下游整治工程续建后对河势控导效果影响

随着小浪底水库的投入运用,进入黄河下游的水沙条件发生很大变化,因部分河道整治工程与新的水沙关系不匹配,下游河势极易发生调整,使得现有流路与规划流路不一致,一些河段出现畸形河势。通过开展黄河下游河道综合治理工程推荐方案模型试验研究工作,来检验工程续建后对河势的影响。对比工程现状方案和拟建方案的试验结果发现,拟建方案不利河势的调整部位较现状方案多,拟建方案有利于河势向规划流路调整,河势基本稳定。     

芦荟纤维素纤维混纺纱生产实践

芦荟纤维是芦荟在纺织品应用领域的一种尝试,将芦荟纤维与其它纤维混纺可实现性能优势互补。本文通过实践研究确定了一种芦荟纤维混纺纱的最佳纺纱工艺,实现莫代尔/芦荟、麻赛尔/芦荟混纺纱的可纺性。经检测成纱性能优异,达到纱线标准一等品指标要求,具有广阔的应用前景。     

一种改进的双种群遗传算法

提出一种新的双种群遗传算法.两个子种群的交叉、变异以及复制操作互不相同.在一个子种群中,高相似个体之间具有相对高的交叉率,遗传操作得到的新个体替代上代种群的最劣的个体.在另一个子种群中,低相似个体之间具有相对高的交叉率,变异操作采用大变异算子,遗传操作得到的新个体替代上代种群的与其最相似个体.两个子种群之间的移民使新的算法获得了良好的局部搜索能力和全局探索能力.实验结果说明:本文的算法要优于单一种群遗传算法和两个子种群的多种群遗传算法.     

参考点自适应调整下评价指标驱动的高维多目标进化算法

在具有不同Pareto前沿形状的优化问题上, 基于参考点的高维多目标进化算法表现出较差的通用性. 为了解决这个问题, 提出参考点自适应调整下评价指标驱动的高维多目标进化算法(Many-objective evolutionary algorithm driven by evaluation indicator under adaptive reference point adjustment, MaOEA-IAR). MaOEA-IAR提出Pareto前沿形状监测基础上的参考点自适应策略, 利用该策略选择一组候选解作为初始参考点; 然后通过曲线参数对参考点位置进行调整; 将最终得到的能够适应不同Pareto前沿的参考点用于计算增强的反世代距离指标, 基于指标值设计适应度函数作为选择标准. 实验证明提出的算法在处理各种Pareto前沿形状的优化问题时能获得较好的性能, 算法通用性高.     

泥沙起动流速的随机分析

泥沙起动流速是河流泥沙动力学基本概念之一,对泥沙运动及河床冲淤变形研究有着重要意义.天然河流中的泥沙运动多处在紊流状态下,其影响因素极其复杂,具有显著的随机性.本文在总结前人研究成果的基础上,从流体力学层面论述了以作用于泥沙颗粒上的局部流速表示泥沙起动流速的合理性,进一步拓展分析,指出了以往公式的不足,给出了以局部点流速表示的包括散粒体与粘性颗粒在内的全沙起动流速公式,继而与各家公式作了对比;基于随机理论,给出了泥沙普遍动、少量动、个别动的判据,并将均值流速概率化,扩展了泥沙颗粒起动的范围与认知.     

体外预应力加固大跨度混凝土梁的试验研究

大跨度钢筋混凝土梁加固技术作为一门学科正在迅速发展,提出了许多切实可行的加固方法。以天津某加固改造工程为背景,通过对12根简支梁及6榀框架梁进行体外预应力加固试验,分析加固后梁体的承载能力及使用性能,提出了适合本工程的正截面抗弯承载力计算公式及力筋极限应力增量计算公式。结果表明混凝土梁采用体外预应力加固时,可以显著减小梁体跨中挠度及裂缝宽度;承载力极限状态下,可以显著提高梁体抗弯极限承载力;采用适量预应力筋,加固后梁体的破坏形态仍为适筋梁延性破坏等结论。     

高产人参发根系的建立及发根中皂苷Rb_1的分离纯化

利用发根农杆菌A4菌株在2年生人参根外植体上直接诱导产生人参发根。对16个人参发根系比生长速率及人参总皂苷含量进行测定,得到3个具有较高比生长速率和人参皂苷含量的发根系。其中发根系R9923具有最高的比生长速率,在连续培养4周后生长量比最初提高了28.8倍。研究R9923发根系的生长曲线和皂苷含量变化规律发现,随着发根生物量的增加,发根中皂苷含量积累得也越多。利用HPLC法测定了R9923发根系中单体皂苷Rg1、Re、Rb1的含量。生长4周的人参发根总皂苷含量达15.2 mg/g,其中人参皂苷Rb1的含量为68.3%,比3年生栽培人参中Rb1含量高1.3倍,可以用于大规模培养。用硅胶柱层析法从人参发根总皂苷中分离提纯人参皂苷Rb1,当洗脱剂中氯仿∶甲醇=7.5∶2.5(体积比)时洗脱效果较好。用硅胶柱法提取的皂苷Rb1纯度为89.95%,得率为72.7%。