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弹性动力学问题的无网格径向基重构核粒子法研究

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弹性动力学问题的无网格径向基重构核粒子法研究

作者：秦少鹏齐鲁工业大学

学位级别：硕士

弹性动力学作为固体力学的重要分支,基于力学实验定律,使用数学方法分析弹性体在受力之后位移的改变,现已广泛应用于铁路工程、土木工程、桥梁和机械等行业中。分析弹性动力学问题,能够为结构设计提供科学依据,对实际工程技术具有重要... 详细信息

弹性动力学作为固体力学的重要分支,基于力学实验定律,使用数学方法分析弹性体在受力之后位移的改变,现已广泛应用于铁路工程、土木工程、桥梁和机械等行业中。分析弹性动力学问题,能够为结构设计提供科学依据,对实际工程技术具有重要理论意义。在数学上,研究弹性动力学问题能够转换为求解偏微分方程的边值和初边值问题。弹性动力学问题的研究主要有解析法和数值法。解析法只能求解几何形状相对简单的弹性动力学问题,对于形状结构复杂的弹性动力学问题求解难度较大。因此,研究弹性动力学问题主要采用数值模拟方法。无网格方法作为一种重要的数值模拟方法,基于节点的信息建立近似函数,有效避免了传统基于网格数值方法对单元和网格的依赖,在弹性动力学问题的研究中展现出独特优势。重构核粒子法是理论较为完备且应用较多的一种无网格方法。但是,重构核粒子法有一个显著的缺点,计算结果容易受不同核函数影响。针对这一缺点,本文将径向基函数引入到重构核粒子法中,构造出无网格径向基重构核粒子法。随后,将所提出的无网格径向基重构核粒子法应用于分析均质材料和功能梯度材料的弹性动力学问题,并基于MATLAB编制一套高效数值模拟程序。最后,将所得结果与解析解或有限元法给出的参考解进行比较,验证了无网格径向基重构核粒子法求解均质材料弹性动力学问题和功能梯度材料弹性动力学问题的正确性与可靠性。结合数值算例,详细讨论了核函数、罚因子、径向基函数形状参数、影响域半径控制参数、加载步长和节点分布对数值精度的影响,并确定了求解弹性动力学问题参数的最优取值。本文所建立方法在弹性动力学问题分析中表现出前后处理简便、计算结果误差小的特点。与无网格重构核粒子法相比,本文所建立方法降低了核函数不同的选用方案对计算结果精确度造成的负面影响,在计算弹性动力学问题时表现出更小的计算误差、更快的收敛性和更高稳定性。此外,所提方法只需节点信息,不受网格限制,在分析弹性动力学问题时不需要单元重构,为开展弹性动力学问题的研究工作提供了一种新手段。

关键词：弹性动力学问题无网格径向基重构核粒子法重构核粒子法功能梯度材料

Smith-Wilson模型的光滑性改进——基于l_2范数惩罚项

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Smith-Wilson模型的光滑性改进——基于l_2范数惩罚项

作者：秦少鹏浙江工商大学

学位级别：硕士

Smith-Wilson(SW)模型为欧洲保险与职业养老金管理局在SolvencyⅡ体系中指定的无风险利率期限结构计算方法,主要用于构建人寿保险与养老金精算的基础利率曲线。SW模型兼具内插与外推性,计算简便,可以使长期利率收敛于事先设定的终极利率... 详细信息

Smith-Wilson(SW)模型为欧洲保险与职业养老金管理局在SolvencyⅡ体系中指定的无风险利率期限结构计算方法,主要用于构建人寿保险与养老金精算的基础利率曲线。SW模型兼具内插与外推性,计算简便,可以使长期利率收敛于事先设定的终极利率,适用于寿险与养老金行业负债周期较长的特点。该非参数模型中,对所有固定收益资产样本价格进行无误差拟合,忽略了价格中的噪声因素。因而SW模型存在三方面缺陷:第一,价格噪声的影响会使该模型的利率曲线缺乏光滑性;第二,样本内无误差拟合会使该模型的样本外预测能力比较差;第三,在附息债券数目较多时,该模型会因为无法求解而失效,即使选用较少附息债券,也可能会因为付息节点较多导致现金流矩阵秩亏,引起病态问题。为解决上述问题,本文把SW模型从插值模型改为岭回归模型,在原SW模型中添加l范数惩罚项,并为改进之后的模型设计合理的计算方案。本文在实证部分利用中国国债、英国STRIPS债券、英国金边债券以及美国国债市场交易数据,检验改进模型的效果。实证结果表明:第一,l范数惩罚项的添加可以减少模型对价格噪声的敏感性,改进模型的利率曲线光滑且稳定,同时改进模型的样本外预测能力较原模型显著提高;第二,SW模型利率曲线光滑性、样本外预测能力指标会因为债券种类和债券市场的不同而发生显著变化,但改进模型可以在本文检验的债券种类与债券市场中保持较好的稳健性;第三,改进模型对附息债券的处理能力增强,在债券数目较多或者病态情形时也可以构造合理的利率曲线。本文的改进模型并未改变原SW模型的其他性质,计算长期利率仍然可以收敛到设置的终极利率。无风险利率期限结构曲线是寿险与养老金精算领域的基础工具,对这两个行业偿付能力评估有重要影响。中国保险业“偿二代”体系下一步改革目标明确要求提高风险计量合理性,社会养老保险也要求坚持精算平衡原则,如何构建基础利率曲线就成为亟待解决的问题。本文的研究对中国人寿保险与社会养老保险精算中基础利率曲线模型的选择有一定的参考意义。

关键词： Smith-Wilson模型 l2范数惩罚项过度拟合利率曲线

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石蜡/萘/渣油在超临界水中的氧化反应特性

石蜡/萘/渣油在超临界水中的氧化反应特性

作者：秦少鹏大庆石油学院

学位级别：硕士

超临界水氧化技术由于具有高效节能、处理简单、操作方便、选择性可调等优势,特别具有在处理过程中不产生新的三废的特点,能将有机污染物彻底转化为无害物质,被誉为“绿色清洁”技术,受到广泛重视。本试验使用自行设计的超临界水氧化装... 详细信息

超临界水氧化技术由于具有高效节能、处理简单、操作方便、选择性可调等优势,特别具有在处理过程中不产生新的三废的特点,能将有机污染物彻底转化为无害物质,被誉为“绿色清洁”技术,受到广泛重视。本试验使用自行设计的超临界水氧化装置,以石蜡、萘、渣油分别替代原油中的组分烷烃、芳烃和胶质沥青质为研究对象,分析超临界水氧化法处理原油中各组分氧化程度。通过对反应温度、反应压力、反应停留时间、氧化剂量等因素的变化,考察对原油中各组成部分去除率的影响,并且对经热水洗涤法脱油处理后的污泥和污水采用超临界水氧化法处理,对反应前后的污泥样品进行了红外光谱分析。试验结果为:石蜡的最佳反应条件为:反应温度420-440℃;反应压力27MPa;反应时间10min;初始氧化剂量,实际双氧水量与理论需求量之比2-4倍;萘的最佳反应条件为:反应温度420-440℃;反应压力25-27MPa;反应时间7-10min;初始氧化剂量,实际双氧水量与理论需求量之比2倍;渣油的最佳反应条件为:反应温度420℃～440℃;反应压力24-27MPa;反应时间5-10min;初始氧化剂量,实际双氧水量与理论需求量之比2-4倍。在反应温度为420℃,反应压力为25MPa,停留时间为10min,过氧比为4的条件下处理的脱油后的污泥和污水(含油0.65%)COD去除率达到95.5%,达到排放标准。

关键词：超临界水氧化石蜡萘渣油含油污泥

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基于制度赡养率的退休年龄调整机制

中央财经大学学报 2023年第6期 55-66页

作者：杨再贵秦少鹏中央财经大学中国精算研究院/保险学院中央财经大学保险学院

本文在企业职工基本养老保险年度收支平衡目标下,建立了“盯紧”平衡制度赡养率的退休年龄调整模型。在养老金替代率和征缴率各取3档形成的9种情景下,考察“男女同时”和“先女后男”两种延迟退休方案下2021—2050年退休年龄的动态调整... 详细信息

本文在企业职工基本养老保险年度收支平衡目标下,建立了“盯紧”平衡制度赡养率的退休年龄调整模型。在养老金替代率和征缴率各取3档形成的9种情景下,考察“男女同时”和“先女后男”两种延迟退休方案下2021—2050年退休年龄的动态调整过程。研究发现:建立的退休年龄调整模型可以使退休年龄随基金支付压力动态调整,实现基金年度收支平衡,其中“男女同时”延迟退休能更早实现基金收支平衡,但预测期末男性平衡退休年龄过高;在现行养老金替代率和征缴率水平下,到2050年平衡退休年龄最高会达到72岁多,应通过提高征缴率、合理设定替代率来降低平衡退休年龄。敏感性分析显示,提高城镇就业比率和城镇职工参保率对降低平衡退休年龄的作用大于总和生育率。若养老金替代率设为50%、征缴率能提高到75%,则“先女后男”每年提高6个月退休年龄是较为理想的方案,到2050年平衡退休年龄为66岁零3个月。本研究可为延迟退休政策的制定与养老保险可持续发展提供理论依据。

关键词：制度赡养率延迟退休退休年龄动态调整自动调整机制

基于时间序列分析的输变电设备状态大数据清洗方法

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电力系统自动化 2015年第7期39卷 138-144页

作者：严英杰盛戈皞陈玉峰江秀臣郭志红秦少鹏上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市200240 国网山东省电力公司电力科学研究院山东省济南市250002 国网四川省电力公司广安供电公司四川省广安市638500

数据清洗是输变电设备状态评估数据预处理的一个关键步骤,有助于提高数据质量和数据利用率。文中将设备状态信息等效成各状态量的时间序列,提出了一种基于时间序列分析的双循环迭代检验法。首先,将时间序列中的异常数据进行了分类,并将... 详细信息

数据清洗是输变电设备状态评估数据预处理的一个关键步骤,有助于提高数据质量和数据利用率。文中将设备状态信息等效成各状态量的时间序列,提出了一种基于时间序列分析的双循环迭代检验法。首先,将时间序列中的异常数据进行了分类,并将缺失值归纳为其中一类异常值。然后,分析了不同类别异常值对时间序列模型的影响,并阐述了迭代检验法的实现步骤。最后,利用所述方法对南网某变压器和线路的监测数据进行了数据清洗,结果表明该方法能识别并修正数据中的噪声点,填补缺失值,满足数据清洗要求。

关键词：大数据数据清洗时间序列电力设备状态数据

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数据流技术在电网自动化中的应用实践

电子技术与软件工程 2014年第8期 211-212页

作者：秦少鹏国网四川省电力公司广安供电公司四川省广安市638500

随着各项技术的发展,在电网自动化建设与管理中,应用数据流技术能够有效的提高电网管理中的自动化水平,在电网自动化管理的在线决策、实时数据分析、传感与测量工作中具有非常广泛的应用,本文就对数据流技术在电力企业中的应用现状进行... 详细信息

随着各项技术的发展,在电网自动化建设与管理中,应用数据流技术能够有效的提高电网管理中的自动化水平,在电网自动化管理的在线决策、实时数据分析、传感与测量工作中具有非常广泛的应用,本文就对数据流技术在电力企业中的应用现状进行简单分析,并对数据流系统以及相关的查询处理技术进行简单分析。

关键词：数据流技术电网自动化应用实践

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电力系统自动化发展趋势及新技术的应用

中国新技术新产品 2012年第23期 129-130页

作者：秦少鹏四川省电力公司广安电业局四川广安638000

在我国的科技水平以及社会经济不断发展的状况下,市场竞争力日益激烈,新的市场特点不断的形成,电力系统自动化在成为电力系统发展方向的同时,更面临着巨大的挑战,只有对电力系统自动化不断的完善,才能够使电力系统在激烈的市场竞争中脱... 详细信息

在我国的科技水平以及社会经济不断发展的状况下,市场竞争力日益激烈,新的市场特点不断的形成,电力系统自动化在成为电力系统发展方向的同时,更面临着巨大的挑战,只有对电力系统自动化不断的完善,才能够使电力系统在激烈的市场竞争中脱颖而出,持续健康的发展。对电力系统自动化的进一步完善是目前电力系统发展的重要任务。本文对电力系统自动控制要求以及技术分析进行探讨,并对其发展趋势以及新技术的应用进行了深入分析。

关键词：电力系统自动化趋势应用