一个水动力泥沙数学模型的伴随算子法敏感性分析  

Sensitivity analysis of a hydraulic/sediment transport numerical model

作　　者：朱江[1] 曾庆存[1] 郭冬建[1] 刘卓[1] 

机构地区：[1]中国科学院大气物理所

出　　处：《泥沙研究》1998年第2期89-96,共8页Journal of Sediment Research

基　　金：中国科学院资源与生态环境研究"九五"重点项目"自然控制论研究"资助

摘　　要：本文报告了把一种高效率的敏感性分析方法－伴随算子法应用到一个水动力泥沙模型的一些初步工作。本文的目的和动机一是回答能否将伴随算子方法应用到包含多种时间尺度物理过程的水动力泥沙数学模型中。二是探讨将所得到的敏感性信息如何应用到与水利、泥沙工程有关的问题中。将伴随算子方法应用到二维水动力泥沙数学模型中是完全可行的。尽管在数学模型中存在不可微的奇点，由于它们都是孤立的，利用分段求导可以构造伴随模型。通过定义适当的指标函数，伴随算子方法可以用很少的计算量提供详细的敏感性信息，这对有关的水利、泥沙工程的实施设计有重要的参考价值。对不同的工程问题可以定义相关的指标函数，从而可以分析出各种因素对这个指标函数的影响程度。An application of adjoint sensitivity analysis to a hydraulic/sediment transport numerical model is reported in this paper. The purposes of this study are, first, to examine the feasibility of application of the adjonit sensitivity analysis to a hydraulic/sediment transport numerical model which contains principally two different time scale processes (i.e. the flow time scale and bottom change time scale), and second, to discuss how to apply the adjoint sensitivity analysis to an 2 dimensional hydraulic/sediment transport numerical model. Though there are some non derivative terms in the model, but the singular points are isolated. The tangent linear model and the adjoint model seem worked well even the presence of the singular points is ignored. By defining proper objective function related to specified aim of hydraulic engineering, the adjoint sensitivity analysis, with relative small computation cost, can provide valuable information about the gradient of the objective function with respect to the various model input(for example, dredging at different times and locations).

关 键 词：伴随算子 可微 求导 奇点 二维 敏感性分析 水动力 泥沙数学模型 泥沙模型 工程 

分 类 号：TV148[水利工程—水力学及河流动力学] O175.7[理学—数学]