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用BP网络预测温度对土壤水分入渗的影响

水利学报 2003年第2期34卷 6-8,14页

作者：冯宝平陈守伦河海大学水利水电工程学院江苏南京210098

在研究温度对土壤水分入渗的影响时,引入BP网络理论。在5℃、17℃、29℃和40℃4个温度下进行水平一维入渗实验,观测各温度下湿润锋运移距离和累积入渗量随时间的变化;根据5℃、17℃、40℃的湿润锋运移距离和累积入渗量与时间的幂函数关... 详细信息

在研究温度对土壤水分入渗的影响时,引入BP网络理论。在5℃、17℃、29℃和40℃4个温度下进行水平一维入渗实验,观测各温度下湿润锋运移距离和累积入渗量随时间的变化;根据5℃、17℃、40℃的湿润锋运移距离和累积入渗量与时间的幂函数关系,以相等的时间间隔收集训练样本,建立土壤水分运动的BP网络模型;用29℃的相应参数为检验样本,对所建模型进行校核,结果良好;该模型可以预测西安粉土5℃～40℃的水分入渗状况,这可以为制定合理的灌溉制度提供重要依据。

关键词： BP网络预测温度土壤水分入渗湿润锋运移距离累积入渗量

平面射流沿轴线的特征尺度及其对测量信号过滤程度的依赖

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物理学报 2010年第7期59卷 4748-4755页

作者：米建春冯宝平北京大学工学院湍流与复杂系统研究国家重点实验室北京100871

对出口雷诺数约为13000的湍流平面射流瞬时速度(u)测量信号(um)进行高频过滤研究.在分析了高频噪声对u测量精度的影响后,使用Mi等人(2005,***.E71,066304)提出的快速收敛迭代法对um进行了数值过滤,并考察过滤前后统计湍流量的变化.结果... 详细信息

对出口雷诺数约为13000的湍流平面射流瞬时速度(u)测量信号(um)进行高频过滤研究.在分析了高频噪声对u测量精度的影响后,使用Mi等人(2005,***.E71,066304)提出的快速收敛迭代法对um进行了数值过滤,并考察过滤前后统计湍流量的变化.结果发现,噪声的存在不仅对湍流小尺度统计量的估算影响显著,也对与大尺度关联的量产生一定的影响.在有效去除噪声造成的误差后,本文正确地获得了典型湍流特征尺度Kolmogorov微尺度、Taylor微尺度和积分尺度沿平面射流中心线的变化规律.这些特征尺度在经历下游距离约为20倍矩形喷嘴短边边长的发展后,开始呈现随下游距离的线性变化规律,即逐渐进入湍流自保持状态.湍流小尺度统计量比大尺度统计量能更快地发展到自保持状态.

关键词：信号过滤平面射流湍流尺度

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出口雷诺数对平面射流自保持性的影响

物理学报 2009年第11期58卷 7756-7764页

作者：米建春冯宝平 Deo Ravinesh C Nathan Graham J 北京大学工学院及湍流与复杂系统研究国家重点实验室北京100871 School of Mechanical Engineering The University of Adelaide

通过实验研究出口雷诺数对平面湍流射流自保持性的影响.测量的射流来自相同的喷嘴但不同的雷诺数Re(≡Ujh/ν,其中Uj是出口平均速度、h是窄缝出口的厚度和ν是黏性系数),其变化范围是Re=4582—57735.所得的数据包括沿轴线的平均速度、... 详细信息

通过实验研究出口雷诺数对平面湍流射流自保持性的影响.测量的射流来自相同的喷嘴但不同的雷诺数Re(≡Ujh/ν,其中Uj是出口平均速度、h是窄缝出口的厚度和ν是黏性系数),其变化范围是Re=4582—57735.所得的数据包括沿轴线的平均速度、湍流强度、积分尺度、高阶矩和能谱.实验发现,随着Re的增大,平面射流发展减慢,平均速度和湍流强度更难达到自保持状态.沿轴线的积分尺度随轴向距离成线性增长但随雷诺数的增大增长速度减慢.同时发现,平面射流的局部雷诺数会随轴向距离的增大而增大.最后,通过对比湍流能谱并结合以往发表的结果,对不同雷诺数的射流所表现出的不同的统计学行为给出了解释.

关键词：平面射流雷诺数自保持性

基于GA-PPE模型的南京滨江风光带生态建设综合评价

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水利水电科技进展 2016年第6期36卷 29-34页

作者：冯宝平吴东梁行河海大学水利水电学院江苏南京210098

为科学评价南京滨江风光带生态建设效果,选取了生态功能完善、生态环境保护和生态能源节约3个方面10项评价指标,采用投影寻踪等级评价模型(PPE),利用遗传算法(GA)优化最佳投影方向,根据最佳投影函数值进行其等级评价。评价结果表明:南... 详细信息

为科学评价南京滨江风光带生态建设效果,选取了生态功能完善、生态环境保护和生态能源节约3个方面10项评价指标,采用投影寻踪等级评价模型(PPE),利用遗传算法(GA)优化最佳投影方向,根据最佳投影函数值进行其等级评价。评价结果表明:南京滨江风光带一期建设过程中,河西片建设效果属于Ⅰ级,生态建设效果较好;下关区、江浦区和浦口新区为Ⅱ级,需要在湿地率、废污水排放达标率、绿化覆盖率、水质达标率、可再生能源利用率等方面进一步配套完善。

关键词：生态建设指标体系投影寻踪滨江风光带南京市

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基于主成分-时间序列模型的地下水位预测

水科学进展 2017年第3期28卷 415-420页

作者：张展羽梁振华冯宝平黄继文吴东河海大学水利水电学院江苏南京210098 河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室江苏南京210098 山东省水利科学研究院山东济南250013

地下水位预测是区域水资源管理的重要依据。针对地下水位在时间序列上表现出高度的随机性和滞后性,建立了基于主成分分析与多变量时间序列CAR(Controlled Auto-Regressive)模型耦合的地下水位预报模型,将该模型应用于济南市陡沟灌区地... 详细信息

地下水位预测是区域水资源管理的重要依据。针对地下水位在时间序列上表现出高度的随机性和滞后性,建立了基于主成分分析与多变量时间序列CAR(Controlled Auto-Regressive)模型耦合的地下水位预报模型,将该模型应用于济南市陡沟灌区地下水位预测,结果显示,模型模拟值与实测值的决定系数R^2和Nash-Suttcliffe系数Ens均达到0.90以上;以2011年为基准年,当降水量减少10%~20%,蒸发量和生活用水量增加10%~20%,调入27.39万~137.0万m^3地表水用于农业灌溉时,到2030年灌区地下水位将维持在30.99~31.29 m,较基准年上升0.12~0.42 m。在区域水资源紧缺的背景下,适当引入地表水灌溉,减少地下水的开采,灌区地下水位将逐步回升,对于灌区的可持续发展和区域水资源的合理利用具有重要意义。

关键词：地下水位主成分分析多变量时间序列预测

入渗条件下，温度对土壤水分运动及参数影响的实验研究

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入渗条件下，温度对土壤水分运动及参数影响的实验研究

作者：冯宝平西安理工大学

学位级别：硕士

本文在查阅国内外有关温度对土壤水分运动和保持影响研究成果的基础上，根据目前我国覆盖技术发展的需要，结合陕西省教委重点科研项目“陕西省膜下滴灌水盐运移规律的研究”，采用室内实验为主的方法，研究分析了温度对土壤水分运... 详细信息

本文在查阅国内外有关温度对土壤水分运动和保持影响研究成果的基础上，根据目前我国覆盖技术发展的需要，结合陕西省教委重点科研项目“陕西省膜下滴灌水盐运移规律的研究”，采用室内实验为主的方法，研究分析了温度对土壤水分运动和保持的定量影响以及影响机理，并根据实验得到的土壤水分运动参数用有限差分法求解Richards方程。根据研究需要，本课题研制了一套恒温实验装置，其温度变化控制精度可在±0.5℃范围内。经理论分析选择 5、17、29和40℃作为实验温度。在不同温度下进行了室内水平一维入渗实验、垂直一维入渗实验以及点源入渗实验，观测各温度下的水分入渗参数和水分运动参数。对比研究温度对湿润锋运移距离、累积入渗量和湿润体含水率以及温度对水分运动的扩散率、导水率和水分特征曲线的影响。结果表明：湿润锋运移和累积入渗量与时间和温度都为幂函数关系;湿润体平均含水量与时间关系不大，与温度为负相关关系;点源入渗的水平湿润半径和垂向湿润深度可用垂直一维入渗的湿润锋描述;水分运动参数与温度密切相关，扩散率和导水率随温度升高而增大，随含水率升高而增大;水分特征曲线随温度升高而降低，土壤水势温度效应与温度为幂函数关系。温度对土壤水分运动和保持的影响一方面是由于温度影响水的表面张力和粘滞性，另一方面是由于温度影响密封土柱中空气的含量。在实验研究的基础上，根据求得的土壤水分运动参数，带入Richards方程，用有限差分法求解。国内有关温度对土壤水分运动和保持影响的研究相对较少，本文一方面是对该领域的扩充，是研究实际水热耦合迁移的基础;另一方面随着覆盖技术的发展，温度对土壤水分运动和保持影响的研究有重要的实际意义。

关键词：温度恒温设备水分入渗参数水分运动参数温度影响机理数值模拟

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基于投影寻踪的滨海盐碱地改良综合效应评价

水利水电科技进展 2013年第2期33卷 20-25页

作者：朱成立陈婕冯宝平吕蓓蓓河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学水利水电学院江苏南京210098

为综合评价滨海盐碱地改良综合效应,从经济效益、土壤质量、生态环境3个方面建立滨海盐碱地暗管改碱效应评价指标体系。应用基于粒子群算法的投影寻踪方法,建立滨海盐碱地暗管改碱效应等级评价模型,详细介绍了该模型的构建过程。利用该... 详细信息

为综合评价滨海盐碱地改良综合效应,从经济效益、土壤质量、生态环境3个方面建立滨海盐碱地暗管改碱效应评价指标体系。应用基于粒子群算法的投影寻踪方法,建立滨海盐碱地暗管改碱效应等级评价模型,详细介绍了该模型的构建过程。利用该模型将暗管改碱效应等级的多维分级指标综合成一维投影值,根据投影值与评价等级经验值的函数关系可对暗管改碱样本集进行合理分级,采用粒子群算法直接优化投影寻踪的投影函数和投影方向,由最佳投影方向计算评价样本所属等级。在江苏滨海盐碱地暗管改碱效应评价中的应用表明,直接由样本数据驱动的投影寻踪等级评价模型对样本的综合效应等级评价合理,模型精度较高,平均相对误差为6.3%。

关键词：盐碱地改良滨海暗管改碱投影寻踪等级评价粒子群优化算法

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基于BP神经网络的土壤含水量预测

水土保持学报 2002年第5期16卷 117-119页

作者：李兴旺冯宝平安徽水利水电职业技术学院河海大学

根据一维水平入渗实验5个时刻的土壤含水量剖面,运用BP网络,对土壤含水量的时空变化进行了预测;同时采用数值解法进行对照研究.结果表明,人工神经网络用于土壤含水量的预测时,不需要建立具体的函数模型,设计简便、运算迅速、仿真性强、... 详细信息

根据一维水平入渗实验5个时刻的土壤含水量剖面,运用BP网络,对土壤含水量的时空变化进行了预测;同时采用数值解法进行对照研究.结果表明,人工神经网络用于土壤含水量的预测时,不需要建立具体的函数模型,设计简便、运算迅速、仿真性强、精确度高,与数值模拟的计算结果具有高度的一致性,且求解更为方便.

关键词：人工神经网络数值模拟土壤含水量预测

Analytical investigation on mean and turbulent velocity fields of a plane jet

维普期刊数据库评论

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Chinese Physics B 2011年第7期20卷 279-285页

作者：米建春冯宝平 Department of Energy & Resources Engineering College of EngineeringPeking University

This paper analyses the downstream developments of the mean and the turbulent velocity fields of a plane jet. Based on the conservation of mass and the conservation of momentum, the mean-velocity half width （reflecting the jet spread rate） and the relative mass flow rate （jet entrainment） are related to the decay rate of the centreline mean velocity. These relations are not subject to self-preservation. Both analytical and experimental results suggest that the jet spread rate （K1） and the entrainment rate （K3）（and thus the decay rate K2） can be well estimated from the centreline velocity, i.e., K1 ≈ 0.6K2 and K3 ∝K2. The effect of initial mean velocity and RMS velocity profiles on the downstream mean velocity field appears to be embodied in the constants K1 K2 and K3. The analytical relationship for the self-preserving Reynolds shear stress, obtained for the first time, works well.

关键词： turbulent plane jet momentum conservation Reynolds shear stress