双评价粒子群算法在反求非线性流特征参数中的应用

作     者：王菲 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘元会

授予年度：2013年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：非线性流 渗流速度 水头降深 双评价粒子群算法 非线性参数 含水层参数 

摘      要：含水层参数是定量描述含水层储水性、导水性的基本物理参数，也是进行地下水资源评价的基础数据。利用抽水实验数据，选用适当的解析数学模型进行反演，是确定含水层参数的主要途径之一。目前，在地下水渗流计算中大多采用的是线性（达西）流模型，这一假设在大多数情况下和渗流实际是相符的。然而，在含水层厚度较小、介质粒径较大或者抽水流量过大等情况下，在抽水井附近就可能出现非线性流。 在国内外已有学者对非线性流做了研究，且推导出来了定流量抽水条件下水头降深及渗流速度的解析表达式。然而，这些表达式含有4个表示非线性流特征的参数，其解析表达式远比线性流情况复杂很多，难以在实际中应用和推广。 为了解决这个问题，本文在已推导的两种流态并存区域上非稳定井流问题解析解基础上，应用双评价粒子群优化算法，根据抽水资料，反演该渗流模型中的非线性特征参数和含水层参数。主要工作如下： （1）对两种流态并存区域上非稳定井流问题解析解，应用数值分析的方法，进行了进一步的推导和简化，得到了能够方便计算任一时刻水头降深的数值表达式;（2）根据最小二乘原理，构造了确定含水层参数与非线性特征参数的目标函数。 （3）应用改进的粒子群优化算法反演含水层参数。 （4）通过数值算例验证了方法的可行性和可靠性。