基于混沌理论的大坝渗流演变规律分析

发布时间：2021-11-16 01:40

　　大坝运行过程中在荷载作用和环境变量的影响下其渗流过程不断发生变化,研究大坝渗流演变情况对大坝运行有重要意义。针对大坝渗流这一复杂的非线性问题,引入混沌理论,对渗流残差序列进行相空间重构,确定时间延迟τ和嵌入维数m,对渗流过程进行混沌识别,在此基础上,提出采用相空间中最邻近点间距离来表征大坝渗流演变的方法。实例应用结果表明,相空间中最邻近点间距离序列演变曲线与渗流实测数据的变化趋势相同,利用最邻近点之间距离演变序列的功率谱和频率可表征渗流演变的剧烈程度和类周期。 

【文章来源】：水电能源科学. 2020,38(10)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

S、ΔS、Scor随时间延迟τ的变化曲线

根据确定的时间延迟和嵌入维数，重构UP-1、UP-3测点渗透压力残差序列的相空间，并绘制lnCm r()-lnr曲线，见图2。由图2可看出，lnCmr（）?lnr关系图中存在直线段，当m较小时，这些曲线的直线段斜率较小，随着m的增大，直线段的斜率逐渐增大，各曲线间的间距逐渐减小，当m≥5时，各直线段斜率变化不大，可认为此时斜率代表了各测点渗透压力残差序列的关联维数。可算得测点UP-1、UP-3残差序列关联维数D2分别为2.98、2.54，即其关联维数存在饱和现象，据此可初步判断渗流时间序列中存在奇异吸引子，即含有混沌成分。

根据算得的两个测点残差序列的时间延迟和嵌入维数，重构相空间，从第一个相点开始，计算其与最邻近相点的距离，对每个相点均进行相应计算，可得邻近点距离序列d的演变轨迹，见图3。由图3可看出，两个测点邻近点距离序列d在相空间中的演变曲线与实测数据变化曲线有相同趋势。对UP-1、UP-3两个测点最邻近点距离序列d作傅里叶变换，得到序列d的频率功率谱见图4。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]基于混沌理论的铅锌市场演化规律与可持续发展预警研究[D]. 陈进.中南大学 2010
[2]大坝动力系统的安全监控非线性分析模型研究[D]. 徐洪钟.河海大学 2001

硕士论文
[1]含噪混沌时间序列相空间重构参数估计[D]. 许岩.重庆大学 2013



本文编号：3497932