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应用改进并行遗传算法反求水文地质参数研究

高校地质学报 2008年第1期14卷 126-132页

作者：孔祥龙朱国荣江思珉南京大学水科学系南京210093

利用单纯形法局部搜索速度快和遗传算法全局寻优的特点,同时为了克服两种方法各自的弊病,提出采用混合单纯形技术的并行遗传算法(Hybrid Simplex Parallel Genetic Algorithm,SPGA)进行水文地质逆问题的求解。详细阐述了SPGA算法的具体... 详细信息

利用单纯形法局部搜索速度快和遗传算法全局寻优的特点,同时为了克服两种方法各自的弊病,提出采用混合单纯形技术的并行遗传算法(Hybrid Simplex Parallel Genetic Algorithm,SPGA)进行水文地质逆问题的求解。详细阐述了SPGA算法的具体操作和实现,并将该方法应用于水源地的地下水模拟反演中。计算结果表明,SPGA算法在水文地质参数寻优计算中具有比较好的可靠性和计算效率。

关键词：水文地质参数寻优遗传算法并行单纯形法逆问题

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使用双核计算机并行求解水文地质参数研究

地质论评 2007年第3期53卷 428-431,432页

作者：孔祥龙朱国荣江思珉南京大学水科学系南京210093

在建立地下水流模型的过程中,模型验证一直是较为复杂的步骤之一,具体难点包括寻优方法的选用,为保持总体平衡所引起的参数峰值异常以及总体寻优需要大量的计算机时等问题。本文运用区域分解法中D—N交替法的基本思想,在计算目标函数值... 详细信息

在建立地下水流模型的过程中,模型验证一直是较为复杂的步骤之一,具体难点包括寻优方法的选用,为保持总体平衡所引起的参数峰值异常以及总体寻优需要大量的计算机时等问题。本文运用区域分解法中D—N交替法的基本思想,在计算目标函数值时,将整体求解水文地质模型的过程分解为计算各参数分区内的子模型的过程,并在双核计算机上实现了并行计算。理想算例的计算结果证明了该方法用于水文地质逆问题求解的可行性,它不仅减少了求解过程中所需要的计算机时,而且提高了参数的拟合度。最后将这种方法应用到山东鹏山水源地的水文地质参数求解问题中,由结果可以看出,运用该方法反求水文地质参数是可行的,具有很好的应用前景。

关键词：水文地质参数逆问题区域分解法并行求解双核计算机

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泰斯模型的统计分析求解

水文地质工程地质 2004年第2期31卷 75-78页

作者：李超群朱国荣江思珉南京大学地球科学系南京210093

本文利用统计分析来求解水文地质参数,原理简单,解是唯一的。其基本思想是利用非稳定流抽水试验获得的s-t系列资料,以泰斯公式为参考模型,建立试验系列的非线性统计模型,求解导水系数T和贮水系数μ 。统计模型既可利用目前先进的软件辅... 详细信息

本文利用统计分析来求解水文地质参数,原理简单,解是唯一的。其基本思想是利用非稳定流抽水试验获得的s-t系列资料,以泰斯公式为参考模型,建立试验系列的非线性统计模型,求解导水系数T和贮水系数μ 。统计模型既可利用目前先进的软件辅助求解,亦可利用一台可编程计算器完成计算。本文借助一个实例,应用MATLAB语言的统计分析工具的多元回归分析模块进行求解,获得了理想的结果。

关键词：非稳定流理论泰斯模型 MATLAB 统计分析多元回归分析水文地质参数

应用CT扫描研究非饱和砂土中污染物的迁移规律

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水文地质工程地质 2010年第6期37卷 97-101,106页

作者：周念清宋玮大谷顺江思珉同济大学水利工程系上海200092 日本熊本大学社会环境工学熊本8608555

应用CT扫描技术对两种稳定非饱和状态的砂土试样分层进行扫描,得到不同深度CT扫描层图像,采用Image J图像处理软件将CT图像转化为CT数均值,然后在稳定非饱和试样中分别间断性连续注入污染物KI溶液,测定不同时间间隔CT扫描图像,计算注入... 详细信息

应用CT扫描技术对两种稳定非饱和状态的砂土试样分层进行扫描,得到不同深度CT扫描层图像,采用Image J图像处理软件将CT图像转化为CT数均值,然后在稳定非饱和试样中分别间断性连续注入污染物KI溶液,测定不同时间间隔CT扫描图像,计算注入污染物先后扫描图像结果的差值,建立CT数均值和污染物迁移之间的关系,研究污染物在非饱和砂土中的运移特征,得出非饱和砂土中污染物浓度随时间和深度的变化规律,对研究其他介质中污染物的迁移具有重要的指导作用。

关键词： CT扫描非饱和砂土 CT数均值污染物迁移

单纯形—模拟退火混合算法反求水文地质参数及其并行求解

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地质论评 2007年第1期53卷 92-97页

作者：江思珉朱国荣胡西嘉季月华南京大学地球科学系南京210093 南京大学环境学院南京210093

本文利用单纯形法局部搜索速度快和模拟退火算法全局寻优的特点,同时为了克服各自算法的弊病,提出采用单纯形—模拟退火混合算法(SMSA)进行水文地质逆问题的求解。论文详细描述了SMSA算法的具体操作算子的实现,并将该算法应用于一个大... 详细信息

本文利用单纯形法局部搜索速度快和模拟退火算法全局寻优的特点,同时为了克服各自算法的弊病,提出采用单纯形—模拟退火混合算法(SMSA)进行水文地质逆问题的求解。论文详细描述了SMSA算法的具体操作算子的实现,并将该算法应用于一个大型水源地的地下水模拟反演。计算结果表明,SMSA算法在水文地质参数反演计算具有求解速度快,精度高的特点,而且易于实现并行运算。

关键词：模拟退火算法单纯形法水文地质参数逆问题并行求解

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基于区域分解法的地下水有限元并行数值模拟

南京大学学报（自然科学版） 2005年第3期41卷 245-252页

作者：王浩然朱国荣江思珉王敏南京大学软件学院南京大学地球科学系南京210093

　地下水系统概念的出现对地下水模拟技术、地下水决策支持管理提出了新的要求,比如地下水系统中同时包含包气带模型和饱和带模型,或者在饱和带中同时出现孔隙介质模型和裂隙介质模型,更可能在建造地下水模型的同时必须结合考虑地表水模... 详细信息

　地下水系统概念的出现对地下水模拟技术、地下水决策支持管理提出了新的要求,比如地下水系统中同时包含包气带模型和饱和带模型,或者在饱和带中同时出现孔隙介质模型和裂隙介质模型,更可能在建造地下水模型的同时必须结合考虑地表水模型,所有的这些顾虑和可能均会使模型复杂化,且不说用目前流行的数值方法难于求解,就算能求解也势必造成计算工作量的剧增,这就需要借助高性能计算机来担任这项工作.相对于代价高昂的共享内存多处理器技术,基于分布式模型的机群计算技术为此项工作的实现提供了可能.讨论了如何利用机群计算技术,实现地下水有限元并行数值模拟.从地下水有限元模型的并行求解可能、基于区域分解法的并行算法、并行编程以及并行计算的实现各方面着手,系统地阐述了地下水有限元并行模拟的关键技术,并将该方法应用于一个理想的地下水溶质运移模型中,取得了成功.还讨论了方法的应用前景,包括利用机群计算技术实现对整个流域的地下水进行准实时模拟,为地下水调度提供决策依据.

关键词：并行计算机群区域分解法地下水溶质运移

Pareto强度指标遗传算法求解地下水模拟-优化模型

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水文地质工程地质 2011年第1期38卷 11-15,29页

作者：江思珉朱国荣孙振波徐强同济大学水利工程系上海200092 南京大学水科学系南京210093 山东正元建设工程有限责任公司济南250101

针对地下水模拟-优化模型约束优化的特点,本文结合最小代数代沟模型和Pareto强度指标概念,引入一种求解地下水模拟-优化模型的新型实数编码遗传算法,该算法将罚函数法求解约束优化问题的目标函数和违反约束条件的程度函数的权组合方式... 详细信息

针对地下水模拟-优化模型约束优化的特点,本文结合最小代数代沟模型和Pareto强度指标概念,引入一种求解地下水模拟-优化模型的新型实数编码遗传算法,该算法将罚函数法求解约束优化问题的目标函数和违反约束条件的程度函数的权组合方式改为向量组合形式,从而将约束优化问题转化为两目标优化问题进行求解。通过经典地下水算例与其他优化方法的比较分析表明了新算法的可靠性、通用性和稳健性。

关键词：约束优化问题地下水模拟-优化模型 Pareto强度指标遗传算法

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基于区域分解法的水文地质参数寻优研究

水文地质工程地质 2006年第1期33卷 65-68页

作者：王敏朱国荣王浩然江思珉南京大学地球科学系南京210093 南京大学软件学院南京210093

在建立地下水流模型的过程中,水文地质参数寻优一直是较为复杂的步骤之一,具体难点包括寻优方法的取用,为保持总体平衡所引起的参数峰值异常以及总体寻优需要大量的计算机时等问题。本文运用区域分解法(DomainDecomposition method,DDM... 详细信息

在建立地下水流模型的过程中,水文地质参数寻优一直是较为复杂的步骤之一,具体难点包括寻优方法的取用,为保持总体平衡所引起的参数峰值异常以及总体寻优需要大量的计算机时等问题。本文运用区域分解法(DomainDecomposition method,DDM)的基本思想,将整个区域的参数寻优问题分解为各参数分区内的子域问题求解,通过寻找整个区域上的Nash均衡最终获得各子域上的最优参数。实验算例及其结果证明应用该方法实现水文地质参数自动寻优,不但具有高度的可靠性,同时优化问题的规模减小。此举不但减少了求解过程所需要的CPU时间,而且提高了参数拟合度。

关键词：地下水流模型参数寻优区域分解法 Nash均衡

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井塘结合入渗补给地下水的包气带水流模拟

干旱地区农业研究 2023年第5期41卷 59-69页

作者：李凡江思珉邢旭光严宝文降亚楠孟令尧栗现文西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100 同济大学土木工程学院上海200092

为探究井塘结合模式在含水层补给管理中的应用潜力,利用HYDRUS软件构建了二维轴对称模型。通过对已有文献中实际场地有井无塘模式复现验证了本文建模过程的准确性,并进一步分析比较了不同塘半径下(5、15、25 m和35 m)井塘结合、有井无... 详细信息

为探究井塘结合模式在含水层补给管理中的应用潜力,利用HYDRUS软件构建了二维轴对称模型。通过对已有文献中实际场地有井无塘模式复现验证了本文建模过程的准确性,并进一步分析比较了不同塘半径下(5、15、25 m和35 m)井塘结合、有井无塘和有塘无井3种模式的补给效果,以及不同包气带质地(砂土、壤质砂土、砂质壤土和壤土)和井深(33、38、43 m)对井塘结合模式入渗和补给效果的影响。模拟结果表明:(1)复现值与文献值吻合较好,决定系数R 2均在0.98以上;(2)不同塘半径下井塘结合模式的补给效果均优于其他两种模式,但渗透塘半径为5 m时,井塘结合模式730 d的累计补给量分别为有井无塘和有塘无井模式的1.02倍和36倍,而当渗透塘半径增大到35 m时,井塘结合模式730 d的累计补给量则为有井无塘和有塘无井模式的2.6倍和1.54倍;(3)不同包气带质地下井塘结合模式累计入渗量随入渗时间呈线性增大的趋势,而累计补给量则分别在26.3 d、38.9 d、81.9 d和164.4 d时(湿润锋达到稳定状态)才随时间增加呈线性增大的趋势,随包气带渗透系数K s的增加,湿润锋首次到达补给区域的时间分别为0.75、1.38、3.63 d和8.63 d;(4)井深每增加5 m,井塘结合模式730 d的累计入渗量分别增加5.5%和5.9%,累计补给量分别增加9.5%和9.8%,湿润锋首次到达补给区域的时间则分别减少31.8%和25.6%。研究结果可为地下水人工补给调蓄工程的优化设计提供参考。

关键词：含水层补给管理井塘结合包气带渗透井渗透塘 HYDRUS模拟