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地下水流二维、准三维及三维模型模拟结果比较 总被引：7，自引：2，他引：7
本文为三种简单的由多个含水层和弱透水层组成的越流含水系统建立了二维、准三维和三维数学模型,并对它们的解进行了比较分析。三种水流系统的二维、准三维及三维数学模型计算结果相互间的偏差随抽水时间的延长而增大,随井距的增大而减小;二维与准三维数学模型计算结果间的偏差随弱透水层越流系数的减小而减小;两种准三维数学模型计算结果间的偏差随抽水含水层与弱透水层间贮水系数比值的增大而减小;考虑弱透水层弹性释水的准三维模型与三维模型的解最为接近,它们之间的水头差当贮水系数比值一定时,随抽水含水层与弱透水层间渗透系数比值增大而减小,且随各向异性比值的增大而增大。 相似文献
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《地质科技情报》2017,(6)
在地质体体元剖分、属性插值中如何实现属性模型和空间结构模型的一致性,体现地质知识的表达,是一个难点问题。融合边界表示法和角点网格模型,以B-Rep表达地质体空间形态,以角点网格模型离散化地质体,建立地质体三维结构模型及其属性模型。充分考虑到地质原理和相关的地质约束条件,对位于断层面两边同一地层插值时,采用"距离环绕法"求点对距离参与插值计算。在地质体建模时引入"等时地层"的概念,纵向上采用分层插值的方式对属于同一等时地层的地质体属性数据进行求值,横向上采用分区域插值的方法,通过提取沉积相边界来添加控制线约束插值,很好地解决了地质体结构模型对地质体属性模型的插值约束问题。将理论与实践相结合,利用福州三维城市地质数据,将基于角点网格的体元模型和三维属性插值算法实际应用到三维城市地质系统的建模中。 相似文献
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基于结构扫描雷达网格测线的数据采集方式,提出了一种用于钢筋混凝土构件的三维切片成像算法。先用克希霍夫偏移进行聚焦处理,使反射波自动归位到其真实空间位置;再进行三维插值,从少量的测量数据获得重建目标空间的足够信息;最后对两方向的数据信息融合,增强目标反应,减小噪声干扰,提高检测效率。对实验台和实际建筑的检测验证了该算法的有效性和可行性。结果表明,通过对结构扫描雷达数据的三维切片成像,能更加全面而细致地了解钢筋混凝土构件的内部准确信息,使用的算法能清晰分离出点目标和横、纵方向的线性目标,为雷达图谱的解释提供了可靠的方法和依据,对相关检测工程和质量鉴定具有重要意义。 相似文献
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采用楔形体与椭球滑面算例,研究了三维极限平衡法中滑面正应力近似方法对其计算结果的影响。使用线性插值近似滑面修正应力时,插值节点和网格数目的改变未对安全系数造成明显影响,但明显改变了修正应力的计算结果,网格交界处的修正应力易出现突变。采用移动最小二乘近似滑面修正应力后,安全系数基本不变,并且相对于线性插值,能在求解更少未知量的情况下获得更有规律的修正应力分布。算例表明,在采用线性插值和移动最小二乘近似计算滑面修正应力的情况下,安全系数基本不随滑面正应力的改变而变化,这与二维极限平衡法的相关研究结论基本相同,显示三维极限平衡法满足了平衡条件和合理性条件。 相似文献
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大地电磁(MT)数值模拟中通常使用有限单元法,通过伽辽金(Galerkin)法将微分方程转化为与其等价的泛函形式,对泛函求取极值并在单元上定义插值基函数,得到节点上电磁场值的线性方程组,最终形成大型复对称稀疏矩阵。要达到较高的有限元计算精度,一般采用密集的网格或高次插值的方法,这样做大大的减慢了正演的速度。结合两者的优点利用三次插值和h-型自适应相结合的有限元法来实现MT的正演算法。首先从一个粗网格出发并利用三次插值,通过后验误差估计方法局部加密网格,在计算量较小的情况获得较高的计算精度。这种方法可以针对目标区域和介质分界面发生突变处进行网格加密,不需要全局加密网格。最后通过对国际标准模型COMMEMI-2D1的模拟,分别比较二次插值与三次插值的自适应网格数量和数值模拟结果,证明了三次插值自适应有限元算法的可行性。 相似文献
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地震波走时是克希霍夫叠前深度偏移的重要参数。三维克希霍夫偏移成像由于需频繁读取大数据量的走时表文件,所以计算效率不高。这里提出一种通过压缩三维射线追踪走时表,来提高克希霍夫偏移计算效率的方法：首先规划一个具有规则网格控制点并覆盖所有走时表点集的最小长方体区域,然后以三维三次B样条函数为插值基函数进行最小二乘法曲面体拟合,求出规则网格控制点的数值并以数组形式存储入内存,采用稀疏化存储进一步节省了内存空间。在偏移成像时,再由这些规则网格控制点的数值,使用线性插值公式解编出走时表。实际资料算例验证了该走时表压缩方法不仅近似精度高,计算稳定度高,计算效率高,而且由于省去了频繁进行大数据量走时表文件的读写操作,所以克希霍夫偏移的计算效率提高了二倍以上。 相似文献
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基于经典三维Delaunay四面体网格的生成算法,介绍了一种三维约束Delaunay三角化网格划分算法,通过对约束的恢复和局部退化的消除,保证了边界的一致性和网格的惟一性,实现了三维约束区域的四面体网格自动生成;通过对四面体的外接球半径与其最短边长度的比值（记为a）和四面体体积与其外接球体积的比值（记为n）的控制,避免质量不佳的单元,使生成的网格达到预期的质量要求,并提出了一种a和n的计算方法,简化了质量参数的计算过程;对几何形状复杂,特别是含有薄层的实体,可通过在实体上增加约束来提高网格的质量和缩短计算时间,使该方法能够实现岩土工程中不同地质条件下的复杂区域的三维有限元网格自动生成,并且能够保证生成的网格质量较好,为高精度的有限元计算提供了充分条件。计算实例表明,该算法能够将复杂三维实体剖分成质量较好的Delaunay四面体网格,可有效地应用于工程中有限元网格的生成。 相似文献
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岩石介质具有黏滞性,黏弹性介质模型相对于弹性介质模型更为接近岩石介质的真实情况。根据Kelvin-Voigt黏弹性单元体模型本构关系,推导了柱坐标系下各向同性黏弹性介质时间域交错网格有限差分方程,进行了黏弹性介质井孔声场的数值模拟。模拟结果表明：品质因子和声源中心频率对黏弹性介质中的井内外声场均有影响：井外声场和井内声场的衰减均随品质因子的增大而减小,井外声波和井内反射波振幅随之增大;井外声场的衰减随声源中心频率的增大而减小,井外声波振幅随之增大,井内声场的衰减随声源中心频率的增大而增大,井内反射波振幅随之减小。 相似文献
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Displacement prediction model of landslide based on a modified ensemble empirical mode decomposition and extreme learning machine 总被引：5，自引：1，他引：4
In this paper, an M–EEMD–ELM model (modified ensemble empirical mode decomposition (EEMD)-based extreme learning machine (ELM) ensemble learning paradigm) is proposed for landslide displacement prediction. The nonlinear original surface displacement deformation monitoring time series of landslide is first decomposed into a limited number of intrinsic mode functions (IMFs) and one residual series using EEMD technique for a deep insight into the data structure. Then, these sub-series except the high frequency are forecasted, respectively, by establishing appropriate ELM models. At last, the prediction results of the modeled IMFs and residual series are summed to formulate an ensemble forecast for the original landslide displacement series. A case study of Baishuihe landslide in the Three Gorges reservoir area of China is presented to illustrate the capability and merit of our model. Empirical results reveal that the prediction using M–EEMD–ELM model is consistently better than basic artificial neural networks (ANNs) and unmodified EEMD–ELM in terms of the same measurements. 相似文献
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根据高盐度湖泊水动力特征,以西北咸水湖泊艾比湖为例,建立三维水动力数学模型。选取典型风场,分析风力作用下的高盐度湖泊风生流形成过程以及风生流水动力参数的三维空间分布特征。结果表明,艾比湖风生流形成在时间上可分为湖水流向和风向一致阶段、湖水运动方向逐渐偏离风向的过渡阶段及环流形成的稳定阶段等3个阶段。当流场达到稳定状态时,表层水体除中部存在若干小尺度环流外,大部分水域流向与风向基本一致;而湖泊中心区域底层水体流向与表层水体的流向大致相反,表现为很明显的补偿流。总体上,水平方向的流速自表层向下呈现递减的变化趋势,岸边流速大于中心流速,表现出与淡水湖泊基本相似的水动力空间分布特征。水体盐度增加对湖泊环流结构无影响。 相似文献
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Camille Contoux Sophie Violette Raffaella Vivona Patrick Goblet Delphine Patriarche 《Hydrogeology Journal》2013,21(3):545-557
The Albian aquifer of the Paris Basin (France) has been exploited since 1841 and shows drastic drawdown. A three-dimensional (3D) groundwater flow model is used to study the hydrodynamic response of the multi-layered aquifers to pumping activity in the Albian, at basin scale over 167 years. This 3D flow model uses geometry and hydrodynamic parameter distributions that are inherited from a genetic approach through basin modelling, the basin model creating a geometric pattern of hydrodynamic properties constrained by geological history. The paper aims to promote the use of the basin model approach (long time scale, 248 Ma) for the study of deep-aquifer response to anthropogenic perturbation (short time scale, 167 years) in situations for which hydrodynamic data are scarce but geological data are numerous. The results show that parameter distribution is insufficient to reproduce the Albian aquifer behaviour, notably highlighting a different meaning of the specific storage coefficient between basin modelling and groundwater-flow modelling. Dividing the storage coefficient by 100 and including available transmissivity data significantly improved the model/data comparison. The potential impact on a deep aquitard is then discussed. This study sheds light on the advantages and limitations of the basin model approach for groundwater-flow modelling in 3D. 相似文献
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岩溶地面塌陷是多种因素共同作用的结果,具有隐蔽性和突发性的特点。为了快速、准确地对岩溶地面塌陷进行预测,提出了一种在因子分析的基础上利用遗传算法(GA)优化的极限学习机(ELM)岩溶地面塌陷预测模型。选取8个岩溶地面塌陷影响因素,利用因子分析提取5个公因子,然后输入GA-ELM模型进行预测。利用20组实例作为样本进行学习预测,以其中12组作为训练集,另外8组作为测试集。结果表明:进行因子分析后,不仅使ELM模型网络结构进一步简化,还提高了在相同隐含层神经元节点数情况下的预测正确率;在样本数较少的情况下,可以通过提高隐含层神经元节点数的方法来提高ELM模型预测正确率;GA-ELM模型相对于ELM模型的预测正确率明显提高,其具有更强的学习、预测能力;基于因子分析的GA-ELM岩溶地面塌陷预测是一种简单、准确、高效的方法。 相似文献
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针对城市河网缺乏足够的实测资料和河网水动力学模型模拟速度慢的特点,提出将河网水动力学模型与遗传算法、神经网络方法结合,建立河网智能模型。模型中,利用河网水动力学模型提供神经网络所需的信息,遗传算法用于优化神经网络的初始权重。将该模型应用于上海市浦东新区河网中,智能模拟结果与经过实测资料验证的河网水动力学模型的模拟结果吻合较好,表明河网智能模型精度与水动力学模型接近。同时实时性较好,可用来预测河网水位变化特性,也为今后类似研究提供一种模拟技术。 相似文献
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为了评估港珠澳大桥人工岛建设对周边海区水沙动力环境的影响,针对人工岛设计及工程海区水沙特性,建立了整体潮流泥沙物理模型,系统研究了人工岛建设引起的动力地貌演变效应。试验结果表明,受岛体阻水影响,潮流在人工岛两端分别形成双向绕流,流速明显增大,并在岛桥结合部与岛隧结合部发育局部冲刷坑;人工岛背水面同时存在多个大小不一的强紊动小尺度回流,并具有不断形成、发育、发展到消亡的周期性变化过程。受人工岛自身位置、形态、尺度以及工程海区地形、水流、泥沙等因素影响,港珠澳大桥东、西两个人工岛引起的动力地貌演变效应,既在变化规律上具有较好的一致性,又在影响形式与程度上存在明显的差异性。 相似文献
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This paper presents slope stability evaluation and prediction with the approach of a fast robust neural network named the extreme learning machine (ELM). The circular failure mechanism of a slope is formulated based on its material, geometrical and environmental parameters such as the unit weight, the cohesion, the internal friction angle, the slope inclination, slope height and the pore water ratio. The ELM is proposed to evaluate the stability of slopes subjected to potential circular failures by means of prediction of the factor of safety (FS). Substantial slope cases collected worldwide are utilized to illustrate and assess the capability and predictability of the ELM on slope stability analysis. Based on the mean absolute percentage errors and the correlation coefficients between the original and predicted FS values, comparisons are demonstrated between the ELM and the generalized regression neural network (GRNN) as well as the prediction models generated from the genetic algorithms. Moreover, sensitivity analysis of the slope parameters and the ELM model parameters is carried out based on the two utilized evaluation functions. The time expense of the ELM on slope stability analysis is also investigated. The results prove that the ELM is advantageous to the GRNN and the genetic algorithm based models in the analysis of slope stability. Hence, the ELM can be a promising technique for approaching the problems in geotechnical engineering. 相似文献
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Ice gouging problem is a significant challenge threatening the integrity of subsea pipelines in the Arctic (e.g., Beaufort Sea) and even non-Arctic (e.g., Caspian Sea) offshore regions. Determining the seabed response to ice scour through the subgouge soil deformations and the keel reaction forces are important aspects for a safe and cost-effective design. In this study, the subgouge soil deformations and the keel reaction forces were simulated by the extreme learning machine (ELM) for the first time. Nine ELM models (ELM 1–ELM 9) were developed using the key parameters governing the ice–seabed interaction. The number of neurons in the hidden layer was optimized and the best activation function for the ELM network was identified. The premium ELM model, resulting in the lowest level of inaccuracy and complexity and the highest level of correlation with experimental values was identified by performing a sensitivity analysis. The gouge depth ratio and the shear strength of the seabed soil were found to be the most influential input parameters affecting the subgouge soil deformations and the keel reaction forces. A set of the ELM-based equations were proposed to approximate the ice gouging parameters. The uncertainty analysis showed that the premium ELM model slightly underestimated the subgouge soil deformation.
相似文献19.
为了提高瓦斯涌出量预测精度,针对瓦斯涌出量影响因素的多重相关性、复杂性等问题,结合主成分分析法和分源预测理论,对开采层、邻近层、采空区的瓦斯涌出量数据分别进行主成分分析降维,得到预测指标。针对极限学习机(ELM)存在的输入权值矩阵与隐含层阈值随机生成的问题,利用模拟退火粒子群算法(SAPSO)对极限学习机的参数寻优,将新疆某煤矿回采工作面瓦斯涌出量及影响因素作为SAPSO-ELM模型的输入进行训练,再利用训练好的SAPSO-ELM模型对陕西某煤矿回采工作面的瓦斯涌出量进行验证预测,并对比原始ELM模型的预测结果。结果表明,SAPSO-ELM模型的平均相对误差为3.45%,ELM模型的平均相对误差为8.81%,与ELM模型相比,SAPSO-ELM模型预测精度及效率均优于原始ELM模型。分源预测理论和主成分分析法的结合有效解决了多因素间的多重相关性并降低了预测模型的复杂度,SAPSO-ELM预测模型实现了瓦斯涌出量的快速精准预测,对预防瓦斯事故发生和保障煤矿安全高效开采具有较好的指导作用。 相似文献
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地球化学勘查研究涉及大量采样工作，但在工作环境恶劣人们难以到达的地区，大范围、大比例尺的地球化学数据极难获取。本文基于极限学习机（ELM）构建遥感地球化学反演模型，弥补因为区域数据不足导致的找矿工作困难。依据偏最小二乘回归（PLSR）方法选取与地球化学数据相关性强的遥感影像成分，并根据极限学习机建立地球化学数据与遥感影像之间的非线性对应关系来获取未知地球化学异常，以此来指导找矿工作。实验中，选取研究区铜元素1：20万土壤地球化学数据与Landsat 8 OLI遥感影像进行反演分析。实验结果表明，基于ELM的遥感地球化学反演所取得的异常分布与已知矿点具有很好的对应度，验证了本文所提出模型的有效性。 相似文献