【摘要】：本文根據(jù)北極海冰溫度場分布,建立大氣—冰—水耦合模式,對北極海冰的熱力學(xué)過程進(jìn)行了研究。以雪層、冰層和水層的溫度為狀態(tài)變量,以雪層、冰層和水層的密度、比熱、熱傳導(dǎo)系數(shù)以及熱力學(xué)經(jīng)驗公式中的系數(shù)λ和β為控制變量,建立了大氣—冰—海洋耦合模式的拋物型分布參數(shù)系統(tǒng)。北極海冰研究的目的是要求動力系統(tǒng)的計算結(jié)果和觀測點的對應(yīng)值越接近越好。根據(jù)實測數(shù)據(jù)和所建立的非線性動力系統(tǒng),以上述目的為性能指標(biāo)建立了最優(yōu)控制系統(tǒng),本文對所建立的最優(yōu)控制模型進(jìn)行了研究,構(gòu)造了求解該動力系統(tǒng)的全局優(yōu)化算法并將算法應(yīng)用到北極海冰的實際研究中。 第一章回顧了控制理論的發(fā)展情況,同時介紹了一些在海冰研究領(lǐng)域內(nèi)的國內(nèi)外學(xué)者所取得的成果。第二章主要討論了研究非線性動力系統(tǒng)的過程中要用到的一些基本知識,即分布參數(shù)系統(tǒng)一些基本概念和性質(zhì),主要為第三章和第四章的研究作準(zhǔn)備。在第三章和第四章中,介紹了本文的主要研究成果,可概括如下: 1.概述了均勻設(shè)計法和優(yōu)化算法的基本原理,結(jié)合本論文所研究的實際問題,闡述了均勻設(shè)計法在尋求全局最優(yōu)解方面的優(yōu)越性和傳統(tǒng)Hooke-Jeeves優(yōu)化算法的不足,并予以改進(jìn),數(shù)值結(jié)果表明,改進(jìn)后的算法具有更高效的收斂特性且能得到較為滿意的全局最優(yōu)解。 2.建立大氣—冰—水耦合模式,建立了拋物型分布參數(shù)系統(tǒng)和參數(shù)辨識的最優(yōu)控制模型,討論了非線性動力系統(tǒng)解的存在唯一性,最優(yōu)控制模型最優(yōu)解的存在性。 3.采用半隱差分法和改進(jìn)的Hooke-Jeeves算法進(jìn)行參數(shù)辨識和數(shù)值模擬,并用C++程序?qū)崿F(xiàn),得到的結(jié)果表明本文所建立的動力系統(tǒng)和控制模型是行之有效的。
【圖文】：

以上誤差比較表明，辨識后的系統(tǒng)能夠更好地描述北極海冰溫度的實際變化過程。下面給出數(shù)值模擬時其中兩個空間測溫點(x]=.032m和凡二.0%m，，圖3)和兩個測溫時刻(tl=2:59和tl，二2:59，圖4)實測冰溫與計算冰溫的比較。圖3給出了空間測溫點xl二.0犯m和x3=.0%m處冰溫隨時間變化:
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：P731.15;O231.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 程斌;一維海冰熱力模式的守恒型差分格式和數(shù)值模擬[J];海洋通報;1996年04期

2 郭智昌,趙進(jìn)平;北極海冰數(shù)值模擬研究述評[J];海洋與湖沼;1998年02期

3 余志豪,白學(xué)志;海冰熱力模式及北極海冰季節(jié)變化的數(shù)值模擬[J];海洋預(yù)報;1998年02期

4 劉駿躍;最優(yōu)控制理論的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];機(jī)電工程;2000年05期

5 趙玉春,孫照渤,王葉紅;南、北極海冰的長期變化趨勢及其與大氣環(huán)流的聯(lián)系[J];南京氣象學(xué)院學(xué)報;2001年01期

6 劉欽政,白珊,黃嘉佑,吳輝碇;一種冰-海洋模式的熱力耦合方案[J];海洋學(xué)報(中文版);2004年06期

7 劉修善，石在虹，周大千;計算井眼軌道的曲線結(jié)構(gòu)法[J];石油學(xué)報;1994年03期

8 劉修善,石在虹;一種測斜計算新方法——自然參數(shù)法[J];石油學(xué)報;1998年04期

9 劉修善,石在虹,高廣友;測斜計算理論的新進(jìn)展[J];鉆采工藝;1998年01期

本文編號：2678122