【技术实现步骤摘要】
水利水电工程数值模拟过程中考虑多响应量的参数修正方法及装置
[0001]本专利技术属于水利水电工程数值模拟
，具体涉及一种水利水电工程数值模拟过程中考虑多响应量的参数修正方法及装置。
技术介绍
[0002]数值模拟也叫计算机模拟。依靠电子计算机，结合有限元或有限容积的概念，通过数值计算和图像显示的方法，达到对工程问题和物理问题研究的目的。数值模拟的结果准确与否，很依赖建模过程中各种材料本构模型的选择和力学参数的选取。在水利水电工程中，一部分力学参数(例如堆石材料的切线模量系数、土体的粘聚力等)在没有专业仪器的情况下，通常会参考类似工程的经验选取，这可能会导致结果出现较大误差，产生对工程结构的错误判断；有时即使对力学参数进行测定，也存在仪器操作不规范、试样被污染等因素，使测定结果和实际存在差别。为了构建一个更符合实际的仿真模型，这就需要对模型的各个材料参数进行修正，以确保结果的准确性。
[0003]参数的修正，一般先采用仿真软件进行建模，接着设定一系列参数取值，进行大量的仿真计算来构建数学模型，将参数修正问题转化...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.水利水电工程数值模拟过程中考虑多响应量的参数修正方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、提取工程结构实际运行中的多种测量数据作为真实响应量；步骤2、根据实际的工程结构尺寸建立仿真模型，确定需要标定的参数；步骤3、由需要标定的参数及各参数的修正范围χ
a
(a＝1,2,
…
,n)初步确定响应面模型的信息矩阵M，n为需要标定的参数个数；设试验包含空间域中N个设计点x
e
，e＝1,2,
…
,N，则对应的信息矩阵M为：,N，则对应的信息矩阵M为：式中，x
e
是参数范围χ
a
中的设计点，每个设计点均包含一组数值组，每组数值组中均包含第1到第n个参数的参数值：x
e
＝[Value
1 Value2…
Value
n
]；f1(x
e
),f2(x
e
),
…
,f
w
(x
e
)为参数范围χ
a
上的连续函数，通过包含这些连续函数f1(x
e
),f2(x
e
),
…
,f
w
(x
e
)的多项式来表示该参数的空间位置；寻找使信息矩阵的行列式达到最大的设计点，再通过试验组合的选择使信息矩阵M越小越好，将选择出来的设计点作为待代入仿真模型进行计算的试验点；步骤4、将空间域中选择出来的每个试验点的数值组，代入仿真模型中进行计算，然后从仿真模型中获取与实际工程测点位置相对应测点的计算数值作为仿真响应量，再将各试验点的数值组与获取的仿真响应量代入考虑相关非正态参数交互作用的响应面模型中，对于每个仿真响应量都将其与所有n个参数相关联，并得到其与所有n个参数的函数关系；步骤5、构造考虑多响应量的目标函数，用改进的遗传算法对目标函数进行极小值的搜索，得到修正后的参数；改进的遗传算法为：在遗传算法变异模块后，添加局部寻优模块，加快遗传算法的收敛；添加变量范围检测模块，防止局部寻优后，寻优值超出参数范围；添加智能停止模块，以寻优值的前后差值小于额定值作为停止条件，保证寻优结果准确性的同时减少算法迭代次数。2.根据权利要求1所述的水利水电工程数值模拟过程中考虑多响应量的参数修正方法，其特征在于：其中，在步骤3中，试验组合在选择时的原则为可求解响应面模型的前提下，所需要的空间设计点数量最少。3.根据权利要求1所述的水利水电工程数值模拟过程中考虑多响应量的参数修正方法，其特征在于：其中，在步骤4中，考虑各相关非正态参数交互作用的响应面模型为：
式中，y
l
为第l个响应量，b为设定的多项式最高展开次数，q
l
是待求解的常数项，β1～β
w
是第1～第w个待求解的系数，f
w
(x
w
)是第w个参数项，每个参数项为至少含有一个参数的表达式，f1(x1)～f
w
(x
w
)中包含所有n个参数。4.根据权利要求1所述的水利水电工程数值模拟过程中考虑多响应量的参数修正方法，其特征在于：其中，在步骤4中，对响应面模型中f1(x1)～f
w
(x
w
)每一项都进行F检验，剔除拟合效果不好的无效项；每次剔除无效项后，都需要重新求解算出新的系数和常数项，接着，再对该响应量的响应面模型进行F检验，若检验结果为仍然不满足拟合阈值要求，则增大b的数值，重新求解然后检验，直到该响应量响应面模型的检验结果满足拟合阈值要求，得到反映响应量与参数之间函数关系的优化响应面模型。5.根据权利要求4所述的水利水电工程数值模拟过程中考虑多响应量的参数修正方法，其特征在于：其中，拟合阈值要求为响应面模型的失拟效果F检验结果P值大于5％。6.根据权利要求1所述的水利水电...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐文韬，石长征，伍鹤皋，傅丹，李端正，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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