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顾及水汽分布的非均匀离散化GNSS水汽层析精化方法
1
作者
张文渊
戚铭心
张书毕
《测绘学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第12期2282-2294,共13页
GNSS水汽层析技术凭借其高精度、全天候的探测优势,成为反演高时空大气水汽分布的重要手段。现有GNSS水汽层析模型通常采用均匀离散化方式对三维层析区域进行划分,但由于大气水汽的空间异质性,均匀离散化方法并不符合大气水汽在垂直方...
GNSS水汽层析技术凭借其高精度、全天候的探测优势,成为反演高时空大气水汽分布的重要手段。现有GNSS水汽层析模型通常采用均匀离散化方式对三维层析区域进行划分,但由于大气水汽的空间异质性,均匀离散化方法并不符合大气水汽在垂直方向的真实分布特点。本文充分考虑大气水汽的垂直变化规律,提出了一种顾及水汽分布的非均匀离散化GNSS水汽层析精化方法。该方法根据水汽含量的垂直递减特征,构造了基于可降水量变化率的垂直非均匀分层方法,并在不同高度层设置了水平非均匀离散化方案,形成了从地表到对流层顶体素分辨率逐渐减小的非均匀离散化水汽层析模型框架。基于2017年7月香港地区的GNSS实测数据、探空数据和ERA5再分析资料开展了水汽层析试验,结果表明:以探空水汽廓线为参考值,非均匀离散化方法的均方根误差相较于传统方法的3种方案分别降低了21.8%、20.9%、20.5%;以ERA5三维水汽数据为参考值,本文方法对应的整个区域层析结果的RMSE值分别降低了15.4%、11.4%、12.6%。此外,在2 km以下的近地区域,本文方法的层析结果精度也要明显优于传统方法,有望为降雨预报提供更高精度和更高分辨率的近地表三维大气水汽产品。
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关键词
GNSS水汽层析
水平
非均匀离散化
垂直
非
均匀
分层
探空数据
ERA5
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职称材料
结构可靠度计算的非均匀离散化发生函数法
被引量:
3
2
作者
李朴义
周金宇
马元节
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2016年第8期1207-1212,共6页
发生函数法是结构可靠性分析和多状态系统性能评估的重要工具,现有发生函数法存在计算效率低、计算精度差的问题。在发生函数法中提出非均匀离散化方法和近似项合并技术,即运用最优化方法求解安全裕度函数最危险点(最小值),以最危险点...
发生函数法是结构可靠性分析和多状态系统性能评估的重要工具,现有发生函数法存在计算效率低、计算精度差的问题。在发生函数法中提出非均匀离散化方法和近似项合并技术,即运用最优化方法求解安全裕度函数最危险点(最小值),以最危险点为中心对各变量按幂函数进行非均匀离散化,采取非等距直方图法计算各变量发生函数,检验离散效果是否达到最佳,最后计算系统可靠度值。发生函数的非均匀离散化方法在系统性能状态个数不变的情况下,提高了计算精度和效率,避免了增加系统性能状态个数带来的组合爆炸问题。新方法充分考虑了结构可靠度计算的误差形成机理和MATLAB编程的可行性,为涉及多变量非线性极限状态函数的结构可靠度快速、高效计算提供有效工具。
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关键词
可靠性
发生函数法
非均匀离散化
近似项合并
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职称材料
基于通用生成函数的混合不确定性结构可靠性分析
3
作者
李界
周金宇
《机械设计》
北大核心
2025年第2期141-147,共7页
针对同时存在随机、模糊和区间3种混合不确定性变量的结构可靠性分析问题,文中提出一种基于通用生成函数(UGF)的统一可靠性分析方法。采用广义密度函数法,将模糊变量转换为等效随机变量,结构几何参数采用区间变量描述时,基于熵最大原则...
针对同时存在随机、模糊和区间3种混合不确定性变量的结构可靠性分析问题,文中提出一种基于通用生成函数(UGF)的统一可靠性分析方法。采用广义密度函数法,将模糊变量转换为等效随机变量,结构几何参数采用区间变量描述时,基于熵最大原则,将区间变量视为在定义区间内服从均匀分布的随机变量,从而将混合不确定性问题转换为单一随机不确定性问题。对统一转化后的随机变量进行非均匀离散化,并采用求解精度高且不受随机变量非正态、功能函数非线性影响的UGF建立结构各分量UGF模型,通过复合运算得到整个结构UGF模型,求解功能函数获得结构的可靠度值。算例分析表明:采用文中方法与Monte Carlo法计算精度的相对误差小于1%,且计算效率提高近18倍。
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关键词
可靠性
通用生成函数
广义密度函数
熵最大原则
非均匀离散化
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职称材料
题名
顾及水汽分布的非均匀离散化GNSS水汽层析精化方法
1
作者
张文渊
戚铭心
张书毕
机构
中国矿业大学环境与测绘学院
中国矿业大学自然资源部国土环境与灾害监测重点实验室
国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心
出处
《测绘学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第12期2282-2294,共13页
基金
国家自然科学基金(42404016)
江苏省自然科学基金(BK20241669)
中央高校基本科研业务费专项资金(2024QN11077)。
文摘
GNSS水汽层析技术凭借其高精度、全天候的探测优势,成为反演高时空大气水汽分布的重要手段。现有GNSS水汽层析模型通常采用均匀离散化方式对三维层析区域进行划分,但由于大气水汽的空间异质性,均匀离散化方法并不符合大气水汽在垂直方向的真实分布特点。本文充分考虑大气水汽的垂直变化规律,提出了一种顾及水汽分布的非均匀离散化GNSS水汽层析精化方法。该方法根据水汽含量的垂直递减特征,构造了基于可降水量变化率的垂直非均匀分层方法,并在不同高度层设置了水平非均匀离散化方案,形成了从地表到对流层顶体素分辨率逐渐减小的非均匀离散化水汽层析模型框架。基于2017年7月香港地区的GNSS实测数据、探空数据和ERA5再分析资料开展了水汽层析试验,结果表明:以探空水汽廓线为参考值,非均匀离散化方法的均方根误差相较于传统方法的3种方案分别降低了21.8%、20.9%、20.5%;以ERA5三维水汽数据为参考值,本文方法对应的整个区域层析结果的RMSE值分别降低了15.4%、11.4%、12.6%。此外,在2 km以下的近地区域,本文方法的层析结果精度也要明显优于传统方法,有望为降雨预报提供更高精度和更高分辨率的近地表三维大气水汽产品。
关键词
GNSS水汽层析
水平
非均匀离散化
垂直
非
均匀
分层
探空数据
ERA5
Keywords
GNSS water vapor tomography
horizontal non-uniform discretization
vertical non-uniform stratification
radiosonde
ERA5
分类号
P228 [天文地球—大地测量学与测量工程]
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职称材料
题名
结构可靠度计算的非均匀离散化发生函数法
被引量:
3
2
作者
李朴义
周金宇
马元节
机构
江苏理工学院常州市装备再制造工程重点实验室
出处
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2016年第8期1207-1212,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51275221)
"高档数控机床与基础制造装备"国家科技重大专项(2012ZX04007-011)资助
文摘
发生函数法是结构可靠性分析和多状态系统性能评估的重要工具,现有发生函数法存在计算效率低、计算精度差的问题。在发生函数法中提出非均匀离散化方法和近似项合并技术,即运用最优化方法求解安全裕度函数最危险点(最小值),以最危险点为中心对各变量按幂函数进行非均匀离散化,采取非等距直方图法计算各变量发生函数,检验离散效果是否达到最佳,最后计算系统可靠度值。发生函数的非均匀离散化方法在系统性能状态个数不变的情况下,提高了计算精度和效率,避免了增加系统性能状态个数带来的组合爆炸问题。新方法充分考虑了结构可靠度计算的误差形成机理和MATLAB编程的可行性,为涉及多变量非线性极限状态函数的结构可靠度快速、高效计算提供有效工具。
关键词
可靠性
发生函数法
非均匀离散化
近似项合并
Keywords
structural reliability
generation function method
non-uniform discretization
approximate merger
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
TB114.3 [理学—概率论与数理统计]
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职称材料
题名
基于通用生成函数的混合不确定性结构可靠性分析
3
作者
李界
周金宇
机构
江苏理工学院机械工程学院
金陵科技学院机电工程学院
出处
《机械设计》
北大核心
2025年第2期141-147,共7页
基金
国家自然科学基金面上项目(52075232)
江苏省自然科学基金项目(BK20201112)
江苏理工学院研究生实践创新计划(XSJCX21_31)。
文摘
针对同时存在随机、模糊和区间3种混合不确定性变量的结构可靠性分析问题,文中提出一种基于通用生成函数(UGF)的统一可靠性分析方法。采用广义密度函数法,将模糊变量转换为等效随机变量,结构几何参数采用区间变量描述时,基于熵最大原则,将区间变量视为在定义区间内服从均匀分布的随机变量,从而将混合不确定性问题转换为单一随机不确定性问题。对统一转化后的随机变量进行非均匀离散化,并采用求解精度高且不受随机变量非正态、功能函数非线性影响的UGF建立结构各分量UGF模型,通过复合运算得到整个结构UGF模型,求解功能函数获得结构的可靠度值。算例分析表明:采用文中方法与Monte Carlo法计算精度的相对误差小于1%,且计算效率提高近18倍。
关键词
可靠性
通用生成函数
广义密度函数
熵最大原则
非均匀离散化
Keywords
reliability
universal generating function
generalized density function
maximum entropy principle
uneven discretization
分类号
TB114.3 [理学—概率论与数理统计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
顾及水汽分布的非均匀离散化GNSS水汽层析精化方法
张文渊
戚铭心
张书毕
《测绘学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
结构可靠度计算的非均匀离散化发生函数法
李朴义
周金宇
马元节
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2016
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于通用生成函数的混合不确定性结构可靠性分析
李界
周金宇
《机械设计》
北大核心
2025
0
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职称材料
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