一種基于稀疏正則化的地下水點(diǎn)污染源識(shí)別法
發(fā)布時(shí)間:2022-02-05 02:21
提出了一種基于稀疏正則化的方法識(shí)別地下水點(diǎn)污染源。首先,對(duì)地下水一維對(duì)流-彌散方程時(shí)域有限元格式進(jìn)行拉普拉斯變換得到頻域方程,然后建立以l1范數(shù)項(xiàng)為約束的地下水點(diǎn)污染源識(shí)別問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù),從而克服空間分布稀疏的點(diǎn)污染源識(shí)別問(wèn)題的不適定性;接著,利用交替優(yōu)化法進(jìn)行迭代求解。研究結(jié)果表明,所提方法能在噪聲條件下有效識(shí)別地下水點(diǎn)污染源的位置和強(qiáng)度變化。
【文章來(lái)源】:中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,59(05)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
工況4的稀疏正則化識(shí)別結(jié)果
由式(17)與(18)可知,當(dāng)正則化參數(shù)μ≥μjcr時(shí),,即表示第j個(gè)節(jié)點(diǎn)或相應(yīng)單元內(nèi)沒(méi)有污染源釋放;反之,則可能存在污染源釋放。而且,μjcr越大,則其存在污染源的概率越高。因此,需將該集合{μjcr,j=1,2,?,n}按大小重新排序?yàn)。然后通過(guò)一個(gè)循環(huán)判斷語(yǔ)句確定正則化參數(shù),算法如圖1。圖1中,pmax為點(diǎn)源可能存在的最大個(gè)數(shù),則取pmax≥p+1,其中p為實(shí)際存在的點(diǎn)源個(gè)數(shù);γ是一個(gè)比值,一般γ>1,且pmax較大時(shí)γ值較小,其作用為區(qū)分節(jié)點(diǎn)是否存在污染源。另外,為了防止正則化參數(shù)μ的選取影響源強(qiáng)識(shí)別值,可對(duì)式(17)改寫(xiě)為2 數(shù)值算例
同時(shí),為驗(yàn)證所提稀疏正則化方法的適用性,設(shè)置表1所示的幾種工況,檢驗(yàn)所提方法在以下工況的識(shí)別效果,并設(shè)源強(qiáng)為,測(cè)點(diǎn)集合為m={ni,i=1,6,11,?,196,201},定義上文所提的t時(shí)刻測(cè)量節(jié)點(diǎn)濃度為式中,Cm(tj)為上文所提的t時(shí)刻真實(shí)節(jié)點(diǎn)濃度,可由式(4)求得;σ表示噪聲水平;Rn為由標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布(即均值等于0,標(biāo)準(zhǔn)差等于1)求得的隨機(jī)數(shù);RMS表示均方根誤差。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于稀疏正則化的穩(wěn)態(tài)熱源識(shí)別[J]. 潘天成,呂中榮,汪利. 中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(01)
[2]地下水污染源識(shí)別的數(shù)學(xué)方法研究進(jìn)展[J]. 王景瑞,胡立堂. 水科學(xué)進(jìn)展. 2017(06)
[3]基于改進(jìn)的共軛梯度算法重構(gòu)地下水污染源項(xiàng)[J]. 邢利英,張國(guó)珍. 水資源保護(hù). 2017(03)
[4]基于稀疏系統(tǒng)辨識(shí)的空氣污染源定位算法[J]. 余瀟瀟,張林,李安國(guó). 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(08)
[5]合理開(kāi)發(fā)利用地下水 緩解水資源緊缺狀況[J]. 姜建軍,文冬光. 中國(guó)水利. 2005(13)
碩士論文
[1]基于稀疏正則化的聲源識(shí)別算法研究[D]. 宋紹禹.重慶大學(xué) 2018
本文編號(hào):3614383
【文章來(lái)源】:中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,59(05)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
工況4的稀疏正則化識(shí)別結(jié)果
由式(17)與(18)可知,當(dāng)正則化參數(shù)μ≥μjcr時(shí),,即表示第j個(gè)節(jié)點(diǎn)或相應(yīng)單元內(nèi)沒(méi)有污染源釋放;反之,則可能存在污染源釋放。而且,μjcr越大,則其存在污染源的概率越高。因此,需將該集合{μjcr,j=1,2,?,n}按大小重新排序?yàn)。然后通過(guò)一個(gè)循環(huán)判斷語(yǔ)句確定正則化參數(shù),算法如圖1。圖1中,pmax為點(diǎn)源可能存在的最大個(gè)數(shù),則取pmax≥p+1,其中p為實(shí)際存在的點(diǎn)源個(gè)數(shù);γ是一個(gè)比值,一般γ>1,且pmax較大時(shí)γ值較小,其作用為區(qū)分節(jié)點(diǎn)是否存在污染源。另外,為了防止正則化參數(shù)μ的選取影響源強(qiáng)識(shí)別值,可對(duì)式(17)改寫(xiě)為2 數(shù)值算例
同時(shí),為驗(yàn)證所提稀疏正則化方法的適用性,設(shè)置表1所示的幾種工況,檢驗(yàn)所提方法在以下工況的識(shí)別效果,并設(shè)源強(qiáng)為,測(cè)點(diǎn)集合為m={ni,i=1,6,11,?,196,201},定義上文所提的t時(shí)刻測(cè)量節(jié)點(diǎn)濃度為式中,Cm(tj)為上文所提的t時(shí)刻真實(shí)節(jié)點(diǎn)濃度,可由式(4)求得;σ表示噪聲水平;Rn為由標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布(即均值等于0,標(biāo)準(zhǔn)差等于1)求得的隨機(jī)數(shù);RMS表示均方根誤差。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于稀疏正則化的穩(wěn)態(tài)熱源識(shí)別[J]. 潘天成,呂中榮,汪利. 中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(01)
[2]地下水污染源識(shí)別的數(shù)學(xué)方法研究進(jìn)展[J]. 王景瑞,胡立堂. 水科學(xué)進(jìn)展. 2017(06)
[3]基于改進(jìn)的共軛梯度算法重構(gòu)地下水污染源項(xiàng)[J]. 邢利英,張國(guó)珍. 水資源保護(hù). 2017(03)
[4]基于稀疏系統(tǒng)辨識(shí)的空氣污染源定位算法[J]. 余瀟瀟,張林,李安國(guó). 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(08)
[5]合理開(kāi)發(fā)利用地下水 緩解水資源緊缺狀況[J]. 姜建軍,文冬光. 中國(guó)水利. 2005(13)
碩士論文
[1]基于稀疏正則化的聲源識(shí)別算法研究[D]. 宋紹禹.重慶大學(xué) 2018
本文編號(hào):3614383
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