基于水文—水力学耦合的淮河中游河道洪水预报及不确定性分析

淮河王家坝至鲁台子的中游干流,河道平缓,复式断面特征明显,单纯以传统的水文模型进行洪水预报难度较大。为此,利用新安江模型进行上游及区间入流预报,采用MIKE11水动力学模型进行主要支流及干流洪水演算,从而建立了淮河中游河道洪水预报方案。选取1990~2012年间的场次洪水资料,采用SCE-UA优化算法分别对新安江模型参数和MIKE11的糙率系数进行率定与验证,并使用水文不确定性处理器(HUP)对预报结果进行不确定性分析。结果表明,模型预报结果具有较高精度,不确定程度较小,并可提供某一置信度的预报区间,为实时作业提供参考。     

基于GBDT的实时洪水预报误差校正方法

洪水预报实时校正是提高预报精度的有效途径。通过研究实时洪水预报误差系列构建方法,引入GBDT方法建立误差校正模型,并采用粒子群算法优选模型参数,选用洪峰段洪量相对误差、洪峰流量相对误差、确定性系数等指标评估实时校正效果。对淮河流域王家坝站点的实例应用结果表明,无论是率定期还是验证期,基于GBDT的实时预报误差校正方法精度均优于经典AR方法和KNN方法,各项指标精度均有不同程度提升,可有效提高实时洪水预报效果,且稳定性较高。     

BPPR网络模型在寸滩站洪水预报中的应用

以寸滩站为例,针对建立复杂区间入流河段洪水预报系统是水文预报领域的难点、峰值预报精度是洪水预报过程的关键,采用BPPR网络模型,构建了寸滩站BPPR洪水预报模型,并预报了寸潍站2008～2010年的洪水过程.结果表明,该模型对洪峰的映射及洪水过程的模拟精度较高,预报效果理想.     

马斯京根法在黄河吴堡—龙门区间洪水演算中的应用

针对黄河吴堡龙门区间(吴龙区间)洪水陡涨陡落的洪水特性和多支流的水系特点,采用马斯京根分段连续演算法模拟黄河吴龙区间洪水过程,建立了基于先合后演法的洪水演算方案,给出了分段初始流量确定方法,并制定了支流洪水处理方案,采用实测期与预报期实测洪水资料率定和检验参数,结果表明洪水模拟精度较高。     

组合预报方法在洪水预报模型中的应用

针对流域水文模型预报中的不确定性问题,采用简单平均、最优线性组合、最优非线性组合三类4种组合方法构建了新安江模型、垂向混合产流模型和Tank模型相结合而组成的组合预报模型,以日照水库和东张水库入库洪水的各种实测特征值作为评价各种组合预报模型计算结果精度的指标,进而优选出相对稳定且精度较高的2种组合预报方法。与新安江模型相比,该组合预报方法在降低水文预报不确定的同时,有效提高了洪水预报精度。     

基于系统聚类的分水江站水位分类预报和区间预报

研究分水江流域控制站——分水江站的水位预报方法，提高预报精度，对支撑区域防洪决策具有重要意义。利用分水江站2012～2020年典型历史洪水，基于系统聚类分析方法，以最大1 d洪量、洪峰流量、洪峰水位、洪水起涨历时占比作为聚类指标，将洪水分为Ⅰ、Ⅱ类两类洪水，采用流量演算—水位流量关系转换法对分水江站进行水位分类预报，并构建不同类型洪水水位流量关系的上下边界，提出一种分类洪水水位区间预报方法。结果表明，两类洪水的洪峰水位预报精度有所提高，预报区间宽度明显减小，提高了区间预报结果的可利用性。     

考虑中小水库/塘坝影响的洪水预报研究

为提高水利工程密度较高流域的洪水预报精度,对资料匮乏地区的中小水库/塘坝,基于聚合虚拟思想,提出了一种虚拟水库拦蓄量计算方法,并与新安江模型进行耦合,构建考虑中小水库/塘坝影响的洪水预报方法,并在淮河息县和王家坝站点进行了验证。结果表明,考虑中小水库/塘坝的拦蓄作用,可显著提高模拟精度,尤其可有效改善中低洪水的模拟效果,确保了同一流域在同一参数体系下不同量级洪水模拟效果均较优。     

BP＿Adaboost模型和分组建模的新安江模型在大伙房水库控制流域洪水预报中的应用

采用BP_Adaboost模型和分组建模的新安江模型对大伙房水库控制流域(简称大伙房流域)洪水进行预报,探讨了不同模型方法在丰、平、枯3种代表年洪水中的预报精度。结果表明,分组建模的新安江模型和BP_Adaboost模型均适用于大伙房流域的洪水预报,二者预报精度等级均为甲等,洪水过程确定性系数均为乙等。其中新安江模型分组率定参数进行建模预报的方法是可行的,其洪水预报过程与实测过程拟合度较高,能较好地反映洪水的涨落起伏;BP_Adaboost模型不仅可以较好地解决传统BP模型预报结果震荡的问题,还能提高预报精度,其模型自修正及参数自动率定功能可以显著提高工作效率,因而在实际应用中可根据需求选择不同模型与方法进行洪水预报。     

基于贝叶斯模型平均法的洪水集合概率预报

为提高洪水预报模型的精度和可靠性,基于贝叶斯模型平均方法(BMA),结合水动力学模型和统计相关模型,对秦淮河流域东山站水位进行多模型集合预报并进行模型率定与验证。结果表明,BMA的预报确定性系数CCE均高于水动力学模型和统计相关模型,且均方差RRSME最小;BMA法降低了单一水文预报结果的不确定性,保证洪水预报具备较高的精度,并提供了洪水水位的置信区间,为防洪规划提供了依据。     

小花间洪水预报模型和经验方法在陆浑水库入库径流过程中的应用对比

为准确预测即将发生的洪水过程,最大限度地减少灾害损失,采用小花间洪水预报模型和经验方法分别对伊河流域的陆浑水库入库径流过程进行了模拟,并将模拟结果与实测流量过程进行了对比分析。结果表明,两种方法模拟结果精度相差不大,均能满足预报精度要求,但小花间洪水预报模型模拟结果整体效果较好,尤其是洪水过程与实测过程比较吻合;经验方法模拟结果稍差,但误差在可接受范围内。两种方法均具有一定实用性,建议两种方法联合运用,将小花间洪水预报模型的洪水预报结果作为指导水库防洪调度的主要依据,经验方法的预报结果作为参考。     

本源微生物菌剂治理河流污染的数值模拟研究

为研究在本源微生物菌剂治理污染河流的过程中DO、COD和氨氮随时间的变化规律,以河流自净原理为理论基础,从反映微生物增殖的Monod模型、着重于生物处理过程基本原理的活性污泥1号模型(ASM1)和水质模型Streeter-Phelps三方面对微生物在污染水体中的降解活动进行数学描述,利用耦合模型模拟甘坑河治理过程中DO、COD和氨氮的浓度变化。结果表明,DO、COD和氨氮的模拟值与实测值较吻合,耦合模型对本源微生物菌剂治理污染河流的过程的模拟较为理想。     

三种湍流模型对缸盖鼻梁区沸腾换热影响的研究

为了比较湍流模型对缸盖鼻梁区换热计算结果的影响,采用三种湍流模型对简单的T型截面刚体进行数值模拟计算,并与实验数据进行了对比。结果表明,在相同边界条件下,不同湍流模型的计算结果有很明显的差别。在沸腾状态下,对于换热问题的计算,采用AKN模型和SST模型都比较合适。其中AKN模型的计算值与实验值的偏差最小。     

Review on heat generation theory model of lithium-ion battery

本文根据近年来锂离子电池产热特性方面的研究,详细阐述了锂离子电池产热的基本原理,并总结了国内外锂离子电池产热模型的研究现状。重点针对电化学-热耦合模型、电-热耦合模型以及热滥用模型进行了详细综述,并在此基础上对锂离子电池热效应的研究和产热模型的建立进行了展望。     

Acidogenic hydrogen production from wastewater: Process analysis with the function of influencing parameters

Current communication reports the application of kinetic models viz., modified Gompertz, modified Logistic, Ratkowsky and Andrew model to study the acidogenic hydrogen (H₂) production along with volatile fatty acids (VFA) production and substrate degradation from various wastewater (dairy, distillery, chemical and designed synthetic wastewater) using mixed consortia. Influence of fermentation time was specifically evaluated by modified Gompertz and modified Logistic models on H₂ and VFA production. Influence of system redox condition on process was evaluated by Ratkowsky and Andrew models. The modified Gompertz model showed best fit for H₂ production as well as substrate degradation while modified Logistic model showed good acceptability with VFA production. The Andrew model describes both H₂ and VFA production with respect to system redox condition relatively well. This information provides an understanding of the process behavior, which can help in the design and upscaling of the process for efficient H₂ production. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

湍流燃烧模型对直喷式柴油机火焰结构和排放物预测的影响研究

研究了不同湍流燃烧模型（EBU、CTC和PaSR模型）对直喷式柴油机燃烧过程中火焰结构和排放物生成的影响。分析了缸内平均量（放热率、缸内平均温度、NO和soot）变化情况和OH、NO及soot分布，并与试验结果进行了对比分析。研究结果表明：不同燃烧模型虽然能得到相近的缸内平均量结果，但预测得到的缸内OH、NO、soot分布和温度分布情况存在一定差异；其中以EBU模型的预测结果与试验偏离最大；PaSR模型能较准确预测缸内变量微观分布情况和火焰脱离喷孔的距离，其预测得到的火焰结构与Dec1997年提出的概念模型一致。     

高温气体辐射特性计算模型

高温气体辐射特性的准确计算在燃烧、红外探测等工程应用中有重要意义。对国内外气体辐射特性研究现状进行了介绍,分析了3类气体辐射特性计算方法的基本原理和主要特征,着重介绍了新发展起来的全光谱k分布(FSK)模型。列表归纳总结了各辐射特性计算模型的适用条件、计算精度及计算速度。计算了平行平板间水蒸气和二氧化碳混合气体层壁面热流,给出了各模型计算结果与逐线计算间的相对误差比较图。对不同情况下气体辐射特性计算方法的选择提出了建议,针对现有模型的缺陷对今后的研究方向作了展望。     

基于RVM的大坝变形监测时间序列非线性预警模型

建立合理的大坝变形预警模型对于大坝安全稳定运行意义重大。为提高预测精度,建立以相关向量机(RVM)为理论基础的时间序列非线性预警模型,采用一种精度较高的时间序列短期预测(自回归移动平均ARMA)模型修正RVM预测模型的误差序列,同时采用一种改进的粒子群算法(PSO)寻优核函数。实例验证结果表明,修正后的模型预测结果精度明显提高,可为类似工程提供参考。     

影响电网频率动态过程的因素分析

在电网运行中，当电力系统发生功率脱落时，系统频率会随之发生波动，对电力系统安全稳定运行产生很大影响。通过分析调速系统、发电机模型和负荷模型等对频率动态过程的影响，在电力系统潮流基础上构建了新的系统模型及参数，对其仿真所得曲线与实测曲线比较，认为新的模型在频率意义上更符合实际电力系统的运行工况，为系统运行人员进行事故分析提供可靠的依据。     

Reliable one dimensional 46-CPWTR model applied to two dimensional heat transfer problem of insulated triangular duct

In this study, the heat transfer characteristics of an insulated long triangular duct are analyzed by using the one dimensional plane wedge thermal resistance (PWTR) and plate thermal resistance (PTR) models. It is found that the errors produced by the PWTR model are all positive, but the errors produced by the PTR model are all negative. Thus, the combined plate wedge thermal resistance (CPWTR) model generated by paralleling PWTR and PTR models with the proportion factors of  = 0.4 vs. β = 0.6 (46-CPWTR model) is capable of neutralizing the positive and negative errors and returning very accurate results in comparison with the two dimensional numerical solutions analyzed by CFD software. The errors generated by the one dimensional 46-CPWTR model are within 1% for practical insulation thickness (t/R₂ < 0.5). In the rare situations of thicker insulation (0.5  t/R₂  2), most of the errors returned by the one dimensional 55-CPWTR model are within 2%. Thus, engineers can obtain very reliable heat transfer results by applying the one dimensional 46-CPWTR or 55-CPWTR models to an insulated triangular duct. Meanwhile, the PTR model can still be used to estimate the highest surface temperature for a hot fluid duct or the lowest surface temperature for a cool fluid duct.     

大型低速柴油机线性变参数状态空间模型

相对简单而准确的模型是现代控制算法设计的基础，是提高柴油机电控稳定性和性能指标，从而提高柴油机经济性并降低排放污染的基础。对平均值模型进行了简化，在此基础上选取柴油机转速、扫气箱压力、排气管压力和压气机功率为状态变量，转化为四阶线性变参数状态空间模型。以6S60MC型船用大型低速柴油机为例进行了仿真计算，并与平均值模型作了对比分析。结果表明，本模型相对简单而准确，可用于船用柴油机控制算法的设计分析。