基于Kriging替代模型的水声传播损失不确定性量化研究

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基于Kriging替代模型的地下水污染监测井网优化设计

基于Kriging替代模型的地下水污染监测井网优化设计

基于Kriging替代模型的地下水污染监测井网优化设计范越;卢文喜;欧阳琦;常振波;李孟南;罗建男【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2017(037)010【摘要】采用模拟-优化方法进行地下水污染监测井网的优化设计,建立的优化模型以最大化覆盖高污染区域为目标,且综合考虑了各时段污染质的运移情况.为减小计算负荷,研究中引入Kriging方法建立模拟模型的替代模型,来代替模拟模型与优化模型进行耦合.最后通过一个假想案例评估替代模型的拟合精度和优化模型的性能.结果表明:替代模型的输出结果相对误差均小于0.5%,拟合精度较高;通过计算优化模型得到的最优布设方案污染质检出浓度和为3.37mg/L,检出率为85%,远高于随机布设方案.说明该方法能够以较小的计算量实现最大化覆盖高污染区域的目标.本次研究为监测井的布设提供了一种稳定可靠的优化方法.【总页数】7页(P3800-3806)【作者】范越;卢文喜;欧阳琦;常振波;李孟南;罗建男【作者单位】吉林大学,地下水与资源环境教育部重点实验室,吉林长春130012;吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012;吉林大学,地下水与资源环境教育部重点实验室,吉林长春130012;吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012;吉林大学,地下水与资源环境教育部重点实验室,吉林长春130012;吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012;吉林大学,地下水与资源环境教育部重点实验室,吉林长春130012;吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012;吉林大学,地下水与资源环境教育部重点实验室,吉林长春130012;吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012;吉林大学,地下水与资源环境教育部重点实验室,吉林长春130012;吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012【正文语种】中文【中图分类】X523【相关文献】1.基于MAROS平台的地下水污染监测网优化设计 [J], 郭永丽;张文静;滕彦国2.地下水污染监测网多目标优化设计模型及进化求解 [J], 骆乾坤;吴剑锋;林锦;祝晓彬;吴吉春3.基于Kriging替代模型的水声传播损失不确定性量化研究 [J], ZHANG Lilun;GUO Xianpeng;WANG Dezhi;WANG Yongxian;WU Yanqun4.某垃圾填埋场地下水质监测井网优化设计——基于模拟优化法 [J], 罗建男;李多强;范越;沈兆麟;王鹤;季叶飞5.基于Kriging插值方法改善地下水数值模型的精度 [J], 冯忠伦;刁维杰;焦裕飞;曹滨;王维;林洪孝;王刚因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于PC-Kriging模型的极端环境下海上风机基础可靠性分析

基于PC-Kriging模型的极端环境下海上风机基础可靠性分析

基于PC-Kriging模型的极端环境下海上风机基础可靠性分析李志川;祁雷;刘小燕;李宁;张庆巍;杜尊峰
【期刊名称】《船海工程》
【年(卷),期】2024(53)3
【摘要】为研究基础结构的材料属性和尺寸对单桩式海上风机基础可靠性的影响,提出基于PC-Kriging模型(Polynomial-Chaos-based Kriging,PC-Kriging)和蒙特卡洛模拟(Monte Carlo Simulation,MCS)方法,结合IEGO学习函数建立的单桩式海上风机基础可靠性分析模型,并通过算例验证了该方法的精确性。

以50年重现期的海况为极端环境,考虑材料密度、弹性模量和桩腿壁厚的不确定性,进行单桩式海上风机基础在塔筒顶部位移和应力控制两个失效因素下的可靠性分析,并进行全局灵敏度分析。

分析结果表明,单桩式海上风机基础失效概率为8.4×10-3,材料密度对可靠性影响可以忽略不计,而材料弹性模量和桩腿壁厚对可靠性影响较大。

【总页数】6页(P84-89)
【作者】李志川;祁雷;刘小燕;李宁;张庆巍;杜尊峰
【作者单位】渤海石油航务建筑工程有限责任公司;中海石油(中国)有限公司北京新能源分公司;天津大学建筑工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U661.4;TM315
【相关文献】
1.复合加载模式下海上风机圆形浅基础亚塑性宏单元模型
2.极端海况下海洋立管的动态可靠性分析
3.基于PC-Kriging模型与主动学习的齿轮热传递误差可靠性分析
4.一种自适应PC-Kriging模型的结构可靠性分析方法
5.循环荷载下海洋风机单桩基础简化分析模型
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基于普通Kriging的地下水空间插值研究——以福建晋江市为例

基于普通Kriging的地下水空间插值研究——以福建晋江市为例

基于普通Kriging的地下水空间插值研究——以福建晋江市
为例
黄耀裔
【期刊名称】《廊坊师范学院学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2013(013)006
【摘要】由于地下水监测受到实际条件的限制,人们在对其进行观测时只能获取有限的监测结果.Kriging作为一种地统计插值方法,可以有效表征离散的点状信息向面状连续信息的转换.以福建省晋江地区地下水氯离子指标为样品数据,研究普通Kriging插值法的相关参数设置和最优半方差模型选择,确定符合实际情况的普通Kriging插值结果.结果表明:该地区地下水氯离子指标存在着中等程度空间自相关,经几何间距重分成5类后得到空间分布图,可帮助环境管理者在有限的时间和资源下确定地下水资源的风险性并加以防范.
【总页数】6页(P12-17)
【作者】黄耀裔
【作者单位】泉州师范学院资源与环境科学学院,福建泉州362000;泉州师范学院资源环境实验中心,福建泉州362000
【正文语种】中文
【中图分类】P426.6
【相关文献】
1.基于Kriging模型的地面气温空间插值研究 [J], 李静思;潘润秋;范馥麟
2.基于Kriging插值的农用地样点地价空间模拟分析——以河北省深泽县为例 [J], 张倩;马仁会
3.不同地形与取样数的Kriging插值精度对比研究——以舒城县土壤全氮空间分异为例 [J], 雷能忠;王心源;蒋锦刚;黄大鹏
4.基于Kriging插值的滨海盐碱土化学性质的空间分布特征\r——以福建圣禾企业蔬菜基地为例 [J], 张锦新;李慧;郑恺雯;范仙如;江淼华
5.基于普通Kriging的地下水空间插值研究——以福建晋江市为例 [J], 黄耀裔因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于自适应多保真度Co-Kriging代理模型的地下水污染源反演识别

基于自适应多保真度Co-Kriging代理模型的地下水污染源反演识别

基于自适应多保真度Co-Kriging代理模型的地下水污染源反演识别安永凯;张岩祥;闫雪嫚【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2024(44)3【摘要】为高效率高精度地进行地下水污染源反演识别,综合运用高保真度和低保真度地下水溶质运移数值模拟模型,研究应用集成差分进化算法的Co-Kriging方法建立模拟模型的多保真度代理模型;在此基础上,探索应用马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)-DREAM_((D))算法,并采用自适应更新多保真度代理模型策略进行地下水污染源反演识别.为验证上述方法的有效性和可行性,开展了数值算例研究.结果表明:相比仅基于高保真度模型输入-输出样本构建的Kriging代理模型,联合运用高保真度和低保真度模型输入-输出样本构建的Co-Kriging代理模型对模拟模型的逼近精度更高;耦合多保真度Co-Kriging代理模型和MCMC-DREAM_((D))算法能够得到较高精度的污染源反演结果,且能够大幅度减小计算负荷;同时,采用自适应更新多保真度代理模型策略能够进一步提高污染源反演识别精度.【总页数】10页(P1376-1385)【作者】安永凯;张岩祥;闫雪嫚【作者单位】长安大学水利与环境学院;长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室;中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司;西北大学城市与环境学院【正文语种】中文【中图分类】X523【相关文献】1.基于替代模型的地下水DNAPLs污染源反演识别2.应用型教育背景下学生自主实践模型的设计——以地下水污染源反演识别系统为例3.基于随机统计方法的地下水污染源反演识别4.基于局部-全局混合自适应替代模型的地下水污染源反演识别5.基于替代模型和流向算法的地下水污染源反演识别因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于Kriging代理模型的可靠性优化设计

基于Kriging代理模型的可靠性优化设计

基于Kriging代理模型的可靠性优化设计马尧【摘要】本文提出了基于代理模型的可靠性优化设计新方法:利用Krigin代理模型可以预测目标值未知点均值和方差的特点,构造期待满足函数,对极限状态函数进行逼近;通过定义期待越界函数,将可靠性分析优化问题转化为传统的扩展拉格朗日乘子法;构造期待提高函数,采用改进EGO算法进行求解.十杆平面桁架结构算例的结果表明该方法可以显著降低可靠性分析和优化的计算次数.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2018(000)033【总页数】3页(P1-3)【关键词】可靠性优化设计;代理模型;有效全局优化;扩展拉格朗日法【作者】马尧【作者单位】中国航发长江动力有限公司,湖南岳阳 414001【正文语种】中文【中图分类】TH122典型的可靠性优化设计(RBDO)数学模型为:其中,f(d,x)是目标函数,d 是设计变量向量,x为随机变量向量,是极限状态函数,ng是极限状态函数的个数,Pf是设定的失效概率。

Yang和Gu在文献1中对可靠性优化设计算法进行了归纳总结,并对除双环方法(Double Loop Method,DLM)外的四种近似方法:传统的近似方法(Traditional Approximation Method)、单环单变量方法(Single-Loop Single-Variable)、安全系数法(Safety-Factor Approach)和序列优化与可靠性评估方法(Sequential Optimization and Reliability Assessment,SORA)的流程和特点进行了详细的描述。

其中,SORA是基于验算点(Most Probable Point,MPP)的单层次结构的序列优化与可靠性评定方法。

其计算流程为:在每次循环中,首先解决当量确定性优化问题,通过在上次循环得到验算点的信息建立公式;一旦设计解更新,对新设计点进行可靠性分析,检验它是否满足所有的可靠性要求;如果不满足,改变设计变量均值的位置,使约束边界转移到可行区域,用当前的和转移量构建下次循环的确定性优化的约束[2]。

1种基于Kriging近似模型的叶片罩量优化设计方法

1种基于Kriging近似模型的叶片罩量优化设计方法

1种基于Kriging近似模型的叶片罩量优化设计方法
刘海涛;徐胜利;王晓放;宋洋
【期刊名称】《航空发动机》
【年(卷),期】2015(041)005
【摘要】在航空发动机叶片设计过程中,需要进行叶片罩量优化来减小多种载荷引起的弯曲应力,改善其应力状况.为了提高叶片罩量优化设计效率,根据Kriging近似模型和试验采样技术,提出了1种叶片罩量优化设计方法.利用序列采样方法逐步改善近似模型预测精度,然后在近似模型上进行全局寻优.结果表明:该方法简单易用,通过构造近似模型代替真实的物理模型,降低了计算成本,提高了优化效率.优化后的叶片最大等效应力减小了12.43%,有效地减小叶片的峰值应力.
【总页数】4页(P24-27)
【作者】刘海涛;徐胜利;王晓放;宋洋
【作者单位】大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连116024;大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连116024;大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连116024;中航工业沈阳发动机设计研究所,沈阳110015
【正文语种】中文
【中图分类】V232.4
【相关文献】
1.基于Kriging近似模型的车身气动低阻低噪协同优化研究 [J], 赵彬; 张海林
2.基于Kriging近似模型的车身气动低阻低噪协同优化研究 [J], 赵彬; 张海林
3.基于Kriging近似模型的车用散热器支撑骨架结构分析与优化 [J], 程新龙;高琳;李军民;梅烨
4.基于Nurbs曲面引入Kriging近似模型对壳体结构进行拓扑优化 [J], 谈凤婕
5.基于Kriging近似模型的车架轻量化优化 [J], 任明;孙涛;石永金;郑松林;李玉刚因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

Kriging水动力学代理模型在水库群优化调度中的应用

Kriging水动力学代理模型在水库群优化调度中的应用
徐杨;吕昊;刘帅;方威;覃晖
【期刊名称】《长江科学院院报》
【年(卷),期】2024(41)2
【摘要】为解决传统水动力学模型结合调度模型求解耗时长的难题,使用代理模型模拟水动力学模型以提升求解效率。

从金沙江下游—三峡梯级水库调度实际出发,结合水动力学和代理模型相关理论,建立了基于Kriging代理模型的水库群多目标调度模型并采用多目标进化算法对模型进行求解,最后采用投影追踪法对得到的多目标帕累托前沿进行决策。

研究结果表明,代理模型的平均模拟误差≤1.5%,能够较为精确地替代原有长耗时水动力学模型并结合调度模型给出具有竞争关系的帕累托前沿及合理的折衷方案,对促进梯级水库综合效益发挥提供理论依据。

【总页数】8页(P7-13)
【作者】徐杨;吕昊;刘帅;方威;覃晖
【作者单位】三峡水利枢纽梯级调度通信中心;中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司;华中科技大学土木与水利工程学院;华中科技大学数字流域科学与技术湖北省重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TV697.11
【相关文献】
1.Kriging代理模型在间隙铰接副磨损优化中的应用
2.基于Kriging代理模型的船舶水动力性能多目标快速协同优化
3.自优化模拟模型在珠江流域骨干水库群抑咸调度中的应用
4.最小弃水模型在梯级水库优化调度中的应用
5.水电站水库群优化调度中NCS模型与NSO模型的递阶优化算法
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基于Kriging替代模型的水声传播损失不确定性量化研究

基于Kriging替代模型的水声传播损失不确定性量化研究ZHANG Lilun;GUO Xianpeng;WANG Dezhi;WANG Yongxian;WU Yanqun【摘要】针对传统水声传播模型在计算精度与效率上难以平衡的问题,本文提出了一种利用Kriging替代模型进行水声传播损失不确定性量化的快速计算方法.利用Kriging模型替代经典Kraken传播模型,缓解Kraken模型耗时的问题,以较高的效率和精度进行水声传播计算并得到相应的水声传播损失.在此基础上,进一步将Kriging替代模型与蒙特卡洛方法结合起来,对由多个环境变量引起的水声传播损失进行不确定性分析,得到传播损失的后验概率密度分布以及90%置信区间分布.试验结果表明所提方法可以快速有效量化水声传播损失的不确定性,为水声传播损失不确定性量化提供了一种新的思路和方法.【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》【年(卷),期】2019(040)001【总页数】6页(P88-93)【关键词】Kriging替代模型;Kraken水声模型;蒙特卡洛方法;水声传播损失;不确定性量化【作者】ZHANG Lilun;GUO Xianpeng;WANG Dezhi;WANG Yongxian;WU Yanqun【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】O427.1海洋是一个时变、空变的声传输系统,海洋环境的复杂性会显著影响水声传播计算的准确性。

通常海洋声学环境是未知的,并且充满不确定性,声场预报受到海洋环境不确定性效应的显著影响。

声场预报中,水声传播损失的准确预报对于准确解算声呐方程,得到声呐作用距离和预测声呐性能起到关键作用。

Gerstoft 等[1]利用极大似然估计的方法尝试量化由海洋环境不确定性所导致的水声传播损失,得到水声传播损失在距离和深度两个方向上的全概率分布。

Huang 等[2]进一步提出采用马尔科夫链蒙特卡洛方法利用抽样的样本将环境参数的不确定性传递给水声传播损失的计算过程,利用统计学中置信区间和相关系数对传播损失的不确定性进行量化和表征。

基于Kriging代理模型的两类全局优化算法比较

基于Kriging代理模型的两类全局优化算法比较周昳鸣;张君茹;程耿东【期刊名称】《计算力学学报》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】Surrogate based algorithms have been applied increasingly in the field of structural pared with traditional optimization algorithms,surrogate based algorithms have advantages in dealing with the problems which have noise or are very time-consuming in simulation.To avoid falling into local optima,surrogate based algorithms use infill criteria to balance exploitation and exploration. This paper presents a new global optimization algorithm based on Multi-start local search with geomet-rical exploration (MSG),and compares it with efficient global optimization (EGO)by using several numerical problems.This paper analyzes the effects for MSG parameters and discusses the behaviors and applications for MSG and EGO.%代理模型在结构优化领域中的应用逐渐增多。

相对传统优化方法,代理模型方法在处理带有噪音或仿真模拟十分耗时的问题时有明显优势。

17534599_环境-声场不确定性传递过程中代理建模方法

第26卷第5期 水下无人系统学报 Vol.26No.52018年10月JOURNAL OF UNMANNED UNDERSEA SYSTEMS Oct. 2018收稿日期: 2018-6-27; 修回日期: 2018-8-1.基金项目: 国家重点研发计划(2016YFC1400200); 国家自然科学基金项目(41706113).作者简介: 刘宗伟(1986-), 男, 博士, 助理研究员, 主要研究方向为海洋声学模型及信号处理.[引用格式] 刘宗伟, 吕连港, 杨春梅, 等. 环境-声场不确定性传递过程中的代理建模方法[J]. 水下无人系统学报, 2018,26(5): 403-408.环境-声场不确定性传递过程中代理建模方法刘宗伟, 吕连港, 杨春梅, 姜 莹, 于晓林, 黄龙飞(1. 国家海洋局第一海洋研究所, 山东 青岛, 266061; 2. 青岛海洋科学与技术国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室, 山东 青岛, 266237; 3. 海洋环境科学与数值模拟国家海洋局重点实验室, 山东 青岛, 266061) 摘 要: 海洋环境参数的不确定性是声场预报不确定性的主要来源之一。

海洋环境参数和声场之间通常具有非常强的非线性关系, 导致通过海洋环境参数的不确定性来计算声场的不确定性较为困难。

传统使用的蒙特卡罗方法, 需要多次运行声场计算模型, 导致计算量过大。

针对此, 文中提出了一种新的基于多项式-克里金方法(PC-Kriging)的代理建模方法, 可以高效地计算海洋环境参数至声场之间的不确定性传递过程。

该方法使用多项式方法来提取系统响应的全局趋势, 使用克里金方法逼近局地响应。

同时, 基于标准失配测试模型进行了计算机仿真, 从模型逼近精度以及传播损失概率密度函数(PDF)2个方面进行验证。

结果表明: PC-Kriging 代理建模方法在逼近精度上优于单独使用多项式或者克里金方法, 传播损失PDF 也与蒙特卡罗方法结果吻合得较好, 适合用于环境-声场不确定性传递过程计算。

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网络出版日期!$"#L ^"% ^$=;
基金项目!国家自然科学基金项目!?#L"?$#!$ #国防科技大学科研计
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作者简介!张理论"男"研究员#
王得志"男"助理研究员"博士;
通信作者!王得志"2OI,1-%F,+3vJ4]D1‘D(8I,1-;G(I;
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基于 <(787/8 替代模型的水声传播损失不确定性量化研究
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摘&要!针对传统水声传播模型在计算精度与效率上难以平衡的问题!本文提出了一种利用 Z*131+3替代模型进行 水声传播损失不确定性量化的快速计算方法# 利用 Z*131+3模型替代经典 Z*,H4+ 传播模型!缓解 Z*,H4+ 模型耗时 的问题!以较高的效率和精度进行水声传播计算并得到相应的水声传播损失# 在此基础上!进一步将 Z*131+3替代 模型与蒙特卡洛方法结合起来!对由多个环境变量引起的水声传播损失进行不确定性分析!得到传播损失的后验 概率密度分布以及 %"e置信区间分布# 试验结果表明所提方法可以快速有效量化水声传播损失的不确定性!为水 声传播损失不确定性量化提供了一种新的思路和方法# 关键词!Z*131+3替代模型$ Z*,H4+ 水声模型$ 蒙特卡洛方法$ 水声传播损失$ 不确定性量化 !"#%#"B##%%" ACD4);$"#>">##> 网络出版地址!D88E% AAFFF;G+H1;+48AHGI7AJ48,1-A$KB#K%";);$"#L"%#%;#=!";""!;D8I中图分类号!Y!$>B#&文献标志码!@&文章编号!#""?O>"!K&$"#%’"#O""LLO"?
&&海洋是一个时变&空变的声传输系统"海洋环境 的复杂性会显著影响水声传播计算的准确性’ 通常 海洋声学环境是未知的"并且充满不确定性"声场预 报受到海洋环境不确定性效应的显著影响’ 声场预 报中"水声传播损失的准确预报对于准确解算声呐 方程"得到声呐作用距离和预测声呐性能起到关键 作用’
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