复合极值分布理论及其工程应用

复合极值分布理论在国际上公开发表以来得到了国内外的大量引用和应用。本文就该理论由一维拓宽至多维进行了理论论述 ,并对其不同模式在海岸、海洋和水利工程中的应用做了实例计算。     

奥帆基地水工结构物模试验的概率特性研究

为确保第29届北京奥运会青岛帆船比赛顺利进行,针对奥帆基地波浪断面模型试验结果,引入多维联合概率分析理论,并应用随机模拟技术,进行结构浮托力和越浪量计算,进而给出可靠度及风险分析结果,新方法考虑到多种极端海洋环境条件对结构物的综合作用,给模型试验赋予了联合概率特征,结果更加科学合理。     

大风浪过程与高水位联合概率的统计分析

本文通过我国四个海区有代表性的台站多年实测潮位与大风浪资料的统计分析,找出了大风过程与天文潮位的关系,高潮时增水与天文潮的关系,大风浪过程与实测潮位的关系等,文中提出了一种采用联合概率确定设计潮位的方法。     

高阶非线性海浪波面斜率的联合概率统计分布

基于非线笥随机海洋模型,对各向异性波面斜率统计分布进行了理论研究,结果表明,在高阶近似下,波面斜率统计分布为截断的Ｇｒａｍ－Ｃｈａｒｌｉｅｒ级数。如果忽略波－波相互作用的非线性影响,则Ｃｒａｍ－Ｃｈａｒｌｉｅｒ级数分布蜕化为正态分布。     

海洋环境条件联合设计标准

随着海洋开发事业的进展,海洋环境设计标准的选定,已成为决定工程结构安全、造价及合理形式的最主要因素之一.基于海洋环境条件的复杂性、多变性及随机性,惯用的海洋工程设计标准无法考虑多种环境条件联合出现的概率,往往过高地估计环境条件设计标准,造成不必要的浪费.本文以实测和后报资料为基础,按照多维联合概率理论,应用随机模拟技术,研究了作用在海洋工程结构物上的风、浪、流联合荷载及相应的联合概率水平问题,提出了可供工程实践采用的环境荷载联合设计标准.     

台风诱发暴雨降水量的概率预测

每年由台风诱发暴雨引起洪水、滑坡等灾害在我国沿海地区造成巨大损失。作者采用多维复合极值分布理论（Multivariate compound extreme value distribution）,以受台风暴雨危害较严重的浙江温州地区为例,对台风诱发暴雨的降水量进行了概率预测。该理论以影响暴雨强度的台风中心气压差和降水量为研究对象,并考虑导致极端降水的台风过程的出现频次的概率特性,预测结果较传统方法更为合理和安全。     

一些组合恒等式的概率方法证明

本文通过Stirling数等特殊组合数的概率表示,结合着已有的基本恒等式,演化得到了若干新的关于常见组合变量的恒等式及递推关系,同时对一些已有的组合恒等式及递推关系给出了新的概率的证明。     

海洋环境要素计算不确定性分析

海洋环境要素(如风、浪、流、周期等)极值参数的准确推算在海洋工程设计中具有重要意义。由于极值计算时存在的不确定性因素,导致不同模式、样本的组合会导致极值计算结果产生明显差异。使用南海长期波浪资料,对环境要素计算时存在的统计模型不确定性、取样不确定性和参数求解方法的不确定性等进行了系统的研究和比较,最终对极值理论总体不确定性进行了分析。结果表明,采用复合极值分布并扩大样本数量的方法,可有效减小极值预测的不确定性及海洋结构物设计阶段的风险。     

错排数的概率表示的新应用

利用孙平和王天明给出的错排数的概率表示,得到有关错排数的递推公式新的证明方法,并得到有关错排数的一些新结果.     

海滩体积变化的动态特征分析与随机模拟

本文应用动态系统特征分析和多维谱分析方法分析了粤西水东湾晏镜海滩3个高度带海滩体积变化的动态特征.分析结果表明,海滩具有以半月周期变化为主的多频带振动特征,由低潮带向上海滩趋于稳定,偏相干谱和偏位相谱反映了海滩体积变化是波能在潮位变化影响和风应力驱动下对海滩直接作用的结果.此外,对海滩体积变化过程进行了门限混合回归模型的辨识和模拟.模型在某种程度上指出了随高度增大,潮汐对海滩体积变化的影响变小,波能和风应力的直接作用明显加大.     

Effect of Sea Level Variation on Calculation of Design Water Level

The long-term variation and seasonal variation of sea level have a notable effect on the calculation of engineering water level. Such an effect is first analyzed in this paper. The maximal amplitude of inter-annual anomaly of monthly mean sea level along the China coast is larger than 60 cm. Both the storm surge disaster and cold wave disaster are seasonal disasters in various regions, so the water level corresponding to the 1% of the cumulative frequency in the cumulative frequency curve of hourly water level data for different seasons in various sea areas is different from design water level, for example, the difference between them reaches maximum in June, July and August for northern sea area, and maximum in September, October and November for Southern China Sea. The hourly water level data of 19 gauge stations along the China coast are analyzed. Firstly, the annual mean sea level for every station is obtained; secondly, linear chan ging rates of annual mean sea level are obtained with the stochasti     

海洋立管综合环境条件设计标准研究

首先用有限单元法推导海洋输液立管在外界环境荷载条件下的侧向振动微分方程。对渤海某海区的15次风暴过程作了抽样分析，得到以波高为主时的波高、流速序列和以流速为主时的波高、流速序列，并对其进行了Weibull、Gumbel、Lognormal等适线分析，以确定各序列的最优分布形式及相应的特征值。用重点抽样法进行随机模拟得到联合概率为百年一遇的波高的流速。针对线海固定式平台铰接的海洋输液立管，以最大应力为控制条件确定其联合设计标准，并与其它方法作了比较，得到一些有益的结论。     

System Analysis of Disaster Prevention Design Criteria for Coastal and Estuarine Cities

—In China,estuarine and coastal cities are mostly regional economic development centers.Thedisasters by combined effect of upper reach flood,storm surge and typhoon waves are primary obstaclesto the economic development of such cities.Thus the risk analysis and system analysis of flood-stormsurge-wave disaster,economic loss and flood-storm surge control measures play a very important role inthe sustainable development of coastal cities.There are three types of coastal cities for consideration.Thefirst type of city is like Tianjin.The most significant damage is from the upper reach flood.The effect ofstorm surge is negligible,because in the estuary of the Haihe River,tidal locks are built.The Grey MarkovModel(GMM)is used to forecast the flood peak level.GMM combines the Grey system and the Markovtheory into a high-precision model.The predicted flood peak levels are close to the measured data.A syn-thetic model is established for economic assessment,risk analysis and flood-control benefit estimation.Asa n     

岛屿地形下的核电厂护岸防洪设计研究

对国内第一个岛屿地形下核电厂的护岸防洪设计进行了研究,提出直立式护岸结构方案以满足核电厂防洪和避让毗邻海岛的要求。在波浪数值模拟计算结果基础上,开展了波浪整体物理模型试验、波浪局部整体物理模型试验和波浪断面物理模型试验,对护岸的越浪量和结构稳定性进行了优化验证。研究结果表明,岛屿地形下,波浪破碎和波能集中导致护岸堤身坡脚处波高增大,须加高挡浪墙和优化挡浪墙结构型式;在相同的越浪量标准下,采用直立堤结构相对斜坡堤结构对应的护岸挡浪墙的高程须明显加高;利用部分海岛地形斜坡高地作为厂区护岸一部分时,原状海岛地形斜坡高地处的波浪爬高效应明显,须加高邻近护岸挡浪墙的高程。     

人工鱼礁工程的风险评估

对台风暴潮影响下的嵊泗海域人工鱼礁工程做了风险评估,考虑了台风暴潮中出现的大浪和风暴潮减水对鱼礁联合作用的危害。风险评估分为危险灾害识别、失效概率计算、失效后果评估、风险准则评定和风险管理决策几个主要的步骤。在失效概率的计算中采用基于应用设计点的重点抽样法随机模拟的技术,这一随机模拟技术可以广泛的应用与海洋工程结构的风险评估当中。     

辽东湾锥体平台结构疲劳冰荷载的蒙特卡洛模拟

利用辽东湾JZ20-2海域的海冰现场监测和数值推算资料,确定了海冰的厚度、速度和弯曲强度等海冰参数的概率分布特征;通过构造锥体结构动冰力函数,对该海域锥体平台结构的疲劳冰荷载进行了蒙特卡洛模拟.统计结果表明冰力幅值和冰力周期均符合对数正态分布.为更加合理地确定锥体平台结构的疲劳冰荷载,对冰力幅值和周期进行了联合概率分析.研究成果可用于辽东湾JZ20-2海域锥体平台结构的可靠性设计和疲劳寿命评估。     

对转压气机三维掠动叶优化设计

为探索三维掠动叶降低对转压气机二次流损失的潜力,进一步提高对转压气机气动性能,基于近似函数与遗传算法,针对某对转压气机双排转子在整机环境下进行三维掠动叶优化设计,并对优化前后流场进行对比分析。优化成功的得到了双排“S”形掠动叶,结果表明:三维掠动叶有效改善了双排动叶吸力面径向二次流,减小了吸力面低速区,提高了对转压气机性能,优化工况点整机效率提高0.6%,全工况范围内效率均有所提高;三维掠动叶提高对转压气机效率的根本原因是其对径向负荷分配的重新调整,将叶展下方流动较差区域负荷移至叶展上方,改善流场的同时保证对转压气机负荷不变。      

东平湖防汛指挥系统的建立和应用

应用当今先进的地理信息系统技术、遥感技术、GPS技术和网络通讯技术,建立了以防汛业务为主体,以地理空间数据为基础,集土地资源、人口和社会经济信息于一体的防汛指挥系统。在宏观方面利用三维地形数据对东平湖库区进行综合模拟,微观方面结合数据库中大量相关数据进行相关分析。系统的建设及应用对于东平湖的区域经济和社会发展具有重要的意义。     

海图计算软件的设计与实现

分析了目前数字技术条件下海图编辑设计工作所处的困境和应解决的具体问题,依此为基础提出了海图计算软件的系统组成和功能模块构成,实现并完成了系统功能设计。