本文關(guān)鍵詞：基于Copula函數(shù)的防波堤可靠度計(jì)算，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：防波堤在港口中起著防浪、防沙等作用,一旦破壞會(huì)對(duì)人身安全、財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的損害。直立式防波堤在使用期間可能會(huì)發(fā)生滑動(dòng)失效及傾覆失效等狀況。設(shè)計(jì)時(shí)通常用一次二階矩法、蒙特卡羅法等近似概率法計(jì)算其可靠性以保證在設(shè)計(jì)期能夠正常使用,但這些方法計(jì)算精度低于全概率法計(jì)算的精度。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,全概率法中的積分計(jì)算能夠得以實(shí)現(xiàn),此方法應(yīng)用的難點(diǎn)在于變量聯(lián)合概率密度函數(shù)的構(gòu)造。Copula函數(shù)是一種構(gòu)造變量聯(lián)合分布的連接函數(shù),可用于二維及多維分布的構(gòu)造。其最大的優(yōu)點(diǎn)是變量的邊緣分布類型沒有特殊要求,海洋工程中常見的分布如正態(tài)、對(duì)數(shù)正態(tài)、Gumbel分布都可用于邊緣分布的描述。Archimedean Copula是Copula的一種,對(duì)稱型Archimedean Copula由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,參數(shù)少等優(yōu)點(diǎn)在金融、水文等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,主要用于二維分布,非對(duì)稱型Archimedean Copula函數(shù)則在三維及四維分布的構(gòu)造中更加具有優(yōu)勢(shì)。直立堤可靠性計(jì)算中,荷載主要是水平波浪力與波浪浮托力,抗力主要是堤身自重及摩擦力。論文利用對(duì)數(shù)正態(tài)分布與Gumbel分布擬合兩種波浪力,經(jīng)過(guò)對(duì)擬合優(yōu)度的比較,對(duì)數(shù)正態(tài)擬合水平波浪力、Gumbel分布擬合浮托力效果最佳。分別利用三種方法構(gòu)造兩波浪力的二維聯(lián)合密度函數(shù)：①邊緣分布分別取最佳分布,分別用Clayton、Gumbel-Hougaard、Frank三種Archimedean Copula函數(shù)構(gòu)造兩波浪力的二維聯(lián)合概率密度函數(shù),并比較三種Copula函數(shù)的擬合優(yōu)度：②邊緣分布均取Gumbel分布,用二維邏輯Gumbel分布構(gòu)造聯(lián)合概率密度函數(shù)；③邊緣分布均取對(duì)數(shù)正態(tài)分布,用二維對(duì)數(shù)正態(tài)分布構(gòu)造聯(lián)合概率密度函數(shù)。利用三種方法計(jì)算直立堤失效概率：①將自重及摩擦系數(shù)視為定值,對(duì)兩波浪力進(jìn)行二維積分計(jì)算直立堤失效概率;②以正態(tài)分布表示沉箱自重及摩擦系數(shù),利用完全嵌套型Archimedean Copula函數(shù)構(gòu)造四維概率密度函數(shù),四維積分求直立堤失效概率；③將二維邏輯Gumbel或二維對(duì)數(shù)正態(tài)的概率密度直接與自重、摩擦系數(shù)的密度函數(shù)相乘構(gòu)造四維概率密度函數(shù),進(jìn)行四維積分計(jì)算失效概率。本文以秦皇島某燃料基地的直立堤為實(shí)例,利用Copula函數(shù)構(gòu)造二維及多維分布,利用直接積分法計(jì)算直立堤的失效概率,并以常用的二維Gumbel分布、(?)對(duì)數(shù)正態(tài)分布計(jì)算進(jìn)行對(duì)比,同時(shí)與JC法計(jì)算結(jié)果對(duì)比。計(jì)算結(jié)果表明,直接積分法計(jì)算結(jié)果與JC法相近,且小于JC法計(jì)算結(jié)果,而利用Copula函數(shù)計(jì)算的失效概率相比于其他方法更小。
【關(guān)鍵詞】：直立式防波堤 可靠度 Copula函數(shù) 直接積分法 波浪力
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U656.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• abstract7-11
• 1 緒論11-16
• 1.1 引言11
• 1.2 防波堤可靠性發(fā)展歷程11-14
• 1.3 Copula函數(shù)的應(yīng)用及發(fā)展14-15
• 1.4 本文的主要內(nèi)容15-16
• 2 防波堤可靠性介紹16-35
• 2.1 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)16-17
• 2.2 可靠度基本概念17-19
• 2.3 可靠度計(jì)算基本方法19-34
• 2.3.1 一次二階矩法19-27
• 2.3.2 蒙特卡羅法27-34
• 2.4 小結(jié)34-35
• 3 波浪力35-49
• 3.1 波浪力計(jì)算方法35-47
• 3.1.1 淺水立波法36-40
• 3.1.2 森弗羅公式40-42
• 3.1.3 歐拉坐標(biāo)一次近似法42-43
• 3.1.4 遠(yuǎn)破波43-45
• 3.1.5 近破波45-47
• 3.2 波浪力概率分布47-48
• 3.3 小結(jié)48-49
• 4 copula函數(shù)49-64
• 4.1 Copula函數(shù)基本概念及性質(zhì)49-50
• 4.2 對(duì)稱Archimedean Copula50-55
• 4.2.1 基本公式50-52
• 4.2.2 參數(shù)估算52-53
• 4.2.3 擬合優(yōu)度檢驗(yàn)53-55
• 4.3 非對(duì)稱Archimedean Copula函數(shù)55-56
• 4.4 Plackett Copula函數(shù)56-63
• 4.4.1 二維Plackett Copula函數(shù)56-58
• 4.4.2 三維Plackett Copula函數(shù)58-63
• 4.5 小結(jié)63-64
• 5 Copula函數(shù)在防波堤可靠度中應(yīng)用64-73
• 5.1 直立堤可靠度64
• 5.2 實(shí)例64-71
• 5.2.1 二維計(jì)算69-70
• 5.2.2 四維計(jì)算70-71
• 5.3 小結(jié)71-73
• 6 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 結(jié)論73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-80
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷80
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 余萍,龔金國(guó);描述金融市場(chǎng)相關(guān)結(jié)構(gòu)的一種新工具——Copula[J];東莞理工學(xué)院學(xué)報(bào);2005年05期

2 司繼文,蒙堅(jiān)玲,龔樸;國(guó)內(nèi)外股票市場(chǎng)相關(guān)性的Copula分析[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年01期

3 曾傳華;;兩類新型的Copula及其相關(guān)定理[J];重慶文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年02期

4 郭慧;羅俊鵬;史道濟(jì);;半?yún)?shù)阿基米德Copula的理論應(yīng)用[J];天津理工大學(xué)學(xué)報(bào);2007年05期

5 任浩U，

本文編號(hào)：328463