【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(duì)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(yàn)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(dòng)力系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果和觀測點(diǎn)的對(duì)應(yīng)值越接近越好。根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)和所建立的非線性動(dòng)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(duì)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(dòng)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(shí)際研究中。 第一章回顧了控制理論的發(fā)展情況,同時(shí)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(dòng)力系統(tǒng)的過程中要用到的一些基本知識(shí),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(jì)法和優(yōu)化算法的基本原理,結(jié)合本論文所研究的實(shí)際問題,闡述了均勻設(shè)計(jì)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(shí)的最優(yōu)控制模型,討論了非線性動(dòng)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(shí)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(dòng)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(shí)后的系統(tǒng)能夠更好地描述北極海冰溫度的實(shí)際變化過程。下面給出數(shù)值模擬時(shí)其中兩個(gè)空間測溫點(diǎn)(x]=.032m和凡二.0%m，，圖3)和兩個(gè)測溫時(shí)刻(tl=2:59和tl，二2:59，圖4)實(shí)測冰溫與計(jì)算冰溫的比較。圖3給出了空間測溫點(diǎn)xl二.0犯m和x3=.0%m處冰溫隨時(shí)間變化:
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：P731.15;O231.3

【參考文獻(xiàn)】

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