基于SAPSO-ELM的瓦斯涌出量分源预测及应用     

任海峰  严由吉  吴青海 《煤田地质与勘探》2021,49(2):102-109

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   

华南上泥盆统法门阶哲杜斯贝动物群的埋藏学和居群动力学特征^*     

李彤  董琳  袁志伟  凌坤  甯濛  秦树健  杨润宇  刘威  聂婷  李辰卿  孙元林 《古地理学报》2021,23(6):1210-1224

哲杜斯贝是一种以高丰度和低物种分异度为显著特征、在全球广泛独立分布的小嘴贝类。笔者对华南台地相和台间盆地相5个含哲杜斯贝类上泥盆统剖面进行沉积环境和埋藏特征研究,确定华南哲杜斯贝类的原生沉积环境为台地的正常浅水,这与美国和摩洛哥生长在冷泉环境中的哲杜斯贝不同,表明其既可在浅海环境中生长,也可以在冷泉环境中生长,具有较强的生态可塑性。台地相(原地埋藏)的3个哲杜斯贝种群具有以下特征:(1)均呈现出壳体呈层状紧密堆积、集群生长特点,丰度极高,并且有相当数量的个体呈现出由于拥挤生长而导致的壳体生长畸形现象;(2)缺乏其他底栖后生生物,显示了极低的生物多样性;(3)壳体大小—频率分布和生存曲线揭示了3个哲杜斯贝种群都具有非常低的幼年期死亡率特点,同时同一介壳层内哲杜斯贝个体大小均一,表明绝大多数的个体能够达到或接近自然寿命后死亡。上述证据表明,哲杜斯贝具有密集群居生活的习性,其生活在一个独特的、不适合其他后生底栖生物生存的环境。  相似文献   

玄武岩纤维加筋黏土数值模拟及机理研究     

高磊  胡国辉  秦仕伟 《工程地质学报》2021,29(1):237-246

为研究玄武岩纤维加筋黏土的力学特性及纤维加筋机理,采用ABAQUS有限元软件构建了玄武岩纤维加筋黏土数值分析模型,同时基于Python语言对ABAQUS建模进行了二次开发,按纤维与干土质量的百分比0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%和0.60%,考虑了不同纤维长度和分布模式的影响,建立了一系列玄武岩纤维加筋黏土的无侧限抗压试验数值分析模型,并结合室内试验结果进行了对比验证,探讨了纤维加筋机理。结果表明:(1)采用筋土分离的方法,在ABAQUS中基于Python语言进行二次开发可实现纤维加筋土模型的简化建立,模拟结果与室内试验结果基本相符; (2)玄武岩纤维的掺入可以显著提高土体的无侧限抗压强度,并减少土体的侧向鼓胀变形量,纤维掺量、长度和分布模式对土体强度和侧向鼓胀变形量均具有一定影响; (3)纤维加筋机理与纤维在土体中的受力特征有关,通过对不同掺量、长度和分布模式的纤维在土体中受力特征的分析,可以解释其对土体力学特性的影响规律。  相似文献   

适应数值模式垂直坐标的GPS掩星反演资料稀疏化方案          下载免费PDF全文

马旭林  郭欢  和杰  周勃旸  李琳琳 《大气科学学报》2019,42(3):380-389

GPS掩星反演大气温湿资料具有高垂直分辨率、高精度、受云和降水影响小等优点,针对GRAPES同化预报系统,发展设计了一种既考虑预报模式高度-地形追随垂直坐标不均匀分层特点,又结合掩星反演资料特性的新适应性垂直稀疏化方案。通过个例试验和批量试验,探索了该适应性稀疏化方案对分析预报质量的影响。试验结果表明:选取合适的稀疏参数,新稀疏化方案的GPS掩星反演资料对背景场的调整更加有效,分析场质量更高;位势高度、比湿、温度和风场等预报场的均方根误差均更小;适应性稀疏化方案对改善台风路径预报具有积极作用。批量试验则进一步证实了适应性稀疏化方案对分析场质量有明显的改善作用。  相似文献   

基于变分客观分析方法的青藏高原试验区夏季对流降水过程热动力特征分析     

庞紫豪  王东海  姜晓玲  张明华 《大气科学》2019,43(3):511-524

本文利用基于变分客观分析方法的物理协调大气分析模型,构建了青藏高原试验区大气热力—动力相互协调的数据集,并通过该数据集对青藏高原试验区夏季深厚及浅薄对流降水过程的热动力特征进行分析,结果表明:变分客观分析后的垂直速度场能更好地与实际观测的对流降水过程相吻合;深厚对流降水期高云含量多,整层大气为较强的上升运动,上升运动可达100 hPa左右,浅薄期高云含量少,上升运动仅能延伸到300 hPa左右;两种对流降水过程中视热源Q₁在低层为冷却作用,高层为加热作用,在深厚期中高层Q₁存在两个加热中心,中层受较强的水汽凝结释放潜热加热所影响,高层主要受过冷云水凝结成冰晶形成高云时释放的热量所影响;在浅薄期中高层Q₁只存在一个加热中心,大气的加热主要来源于水汽的凝结潜热释放;深厚对流降水期视水汽汇Q₂的加热作用可以延伸到200 hPa,而浅薄期仅到340 hPa左右。  相似文献   

线性化物理过程对GRAPES 4DVAR同化的影响   总被引：8，自引：3，他引：5  

刘永柱  龚建东  张林  陈起英 《气象学报》2019,77(2):196-209

线性化物理过程能够改善四维变分同化中极小化收敛的稳定性和增加极小化过程中对大气物理过程和动力更加精确的描述,它是四维变分同化中非常重要的一部分。通过在GRAPES全球模式中研究线性化物理过程,尤其是两个湿线性化物理过程,改善切线性模式预报精度,来提高GRAPES全球四维变分同化的分析和预报效果。线性化物理过程的开发首先需要简化原非线性化物理过程中的强非线性项,然后对线性化物理过程进行规约化,以抑制切线性扰动的异常增长。目前GRAEPS全球模式中的线性化物理过程主要包括次网格尺度地形参数化、垂直扩散、积云深对流和大尺度凝结。线性化物理过程预报精度的检验方法是通过选择合适大小的初始扰动（同化分析增量）,来比较非线性模式和切线性模式中的扰动演化的纬向平均误差。然后以绝热版本的切线性模式为基础,通过冬、夏两个个例试验来分别检验4个线性化物理过程的12 h预报效果。试验结果表明,通过添加次网格地形参数化和垂直扩散两个干线性化物理过程方案,可以有效抑制住绝热版本切线性模式低层扰动的异常增长,大幅度改善切线性模式预报效果。通过添加积云深对流和大尺度凝结两个湿线性化物理过程,可以在热带区域和中、高纬度地区提高切线性模式中湿变量和温度变量的近似精度,提高GRAPES全球四维变分同化的分析和预报效果。   相似文献   

高时空分辨率三维风场在强对流天气临近预报中的融合应用研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

杨璐  陈敏  陈明轩  高峰  秦睿  宋林烨  程丛兰 《气象学报》2019,77(2):243-255

以业务应用为目标,开展高时、空分辨率三维风场在强对流天气临近预报中的融合应用研究。运用北京快速更新多尺度分析和预报系统集成子系统（RMAPS-IN,Rapid-refresh Multi-scale Analysis and Prediction System-Integration）,对雷达四维变分分析系统（VDRAS）30 min临近预报的高时、空分辨率三维风场作为数据源与自动气象站风场观测进行快速融合处理。结果表明,以VDRAS临近预报风场取代数值模式预报场作为融合初猜场后形成的分析结果对于风场有明显的改善:（1）长时间序列客观检验结果表明,地面10 m高风场U/V分量绝对误差分别为0.05和0.06 m/s。实时融合对未来预报的影响随着预报时效的延长,U/V分量的绝对误差不断增大。（2）对于11个强对流个例,地面10 m高风场风速均方根误差降低0.3 m/s,风向均方根误差降低13°;边界层三维风场,风速均方根误差降低0.8 m/s,风向均方根误差降低10°。平原站点融合以后风速、风向预报效果有较大改善,山区站点融合以后改善相对较小。（3）通过对2017年7月20日暴雨和7月7日雷暴大风个例的详细分析,发现融合基于雷达资料四维变分同化获得的高分辨率临近预报风场对各对流系统中的中尺度结构特征给出了更加细致准确的描述。   相似文献   

The REM Adjoint System and Its 4DVar Data Assimilation Experiments     

WANG Tie  MU Mu 《Acta Meteorologica Sinica》2010,24(6):749-761

The Regional Eta-coordinate Model(REM) has performed well in forecasting heavy rainfalls in China in recent years.A four-dimensional variational assimilation system(4DVar) is developed to improve the forecast skill of the REM.The tangent linear model and adjoint model codes are written according to thecode to coderule,and the establishment of the REM adjoint modeling system is introduced in detail in this paper.The tangent linear and adjoint models of the REM are validated against the observational data,...  相似文献   

Study of Partial Coefficients for Design of Semicircular Breakwaters     

郄禄文  Byung  Ho  CHOI 《中国海洋工程》2010,24(1):29-40

In the present study,the reliability design of semicircular breakwater is based on the verification of the rules defined by standard specifications,where partial coefficients are introduced to ensure safety.The reliability of the semicircular breakwaters has been analyzed by using the Hasofer-Lind method to determine the reliability index of structure that has correlated loads,utilizing the long-term observed wave data at a given place.The relation curve between reliability index and safety factor in the traditional design method,as well as the relationships between reliability index and partial coefficients,have been obtained.This paper proposes values of partial coefficients for the design expression of semicircular breakwaters in the cases of anti-sliding and anti-overturning.  相似文献   

聚合物驱组合段塞分注实验研究     

李宜强  林丽华  梁双庆 《海洋地质译丛》2010,(1):85-89

萨尔图油田南二区东部140号断层以东地区葡11—4油层，以多段多韵律和正韵律沉积为主，平均孔隙度30．0％，平均空气渗透率1980×10^-3μm2。水驱结束时该油层平均含水92％，采出程度39．5％。计划对该区块实施聚合物驱开采。以往经验认为，组合段塞调整注聚技术能够有效改善流度控制作用。然而对组合注入情况下如何进一步提高驱油效果、注入井分注时机、层段注入强度对开发效果有何影响却很少探讨。通过室内驱油实验，在聚驱的组合段塞注入不同时机（水驱空白阶段、含水下降阶段、含水稳定阶段、含水回升阶段）下调整注入强度实施分注以及在含水回升分注基础上进一步调整注入强度，同时对比不分注实验，评价各方案驱油效果。实验表明：不实施分注时聚驱采收率在水驱基础上提高了19．07个百分点，而组合段塞注入时实施分注均能够在不分注基础上进一步提高驱油效果；空白水驱时实施分注采收率提高幅度最大，为26．55个百分点；随着分注时机的滞后采收率提高幅度增加值依次递减，分注时机越早越好。  相似文献