在现代工程设计和流体动力学模拟中,准确地理解和量化湍流模型的不确定性变得越来越重要。湍流现象广泛存在于各种自然和工程环境中,其复杂性要求我们使用高效的模型来预测流体的运动和湍流特性。在众多模型中,雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)模型因其相对较低的计算成本而被工程实践所广泛采用。然而,RANS模型由于其固有的简化和结构缺陷,往往无法提供完全准确的预测。因此,对于基于RANS模型的预测准确性,进行不确定性估计成为了湍流研究中的一个热点和挑战。 传统上,通过构建和使用概率模型来量化预测的不确定性是一种常见做法。然而,这种方法在处理高度非线性和复杂的湍流系统时存在局限性。近年来,随着机器学习技术的飞速发展,尤其是随机森林算法等方法的引入,为解决这一问题提供了新的思路。机器学习的潜力在于从大量的实验数据和高保真度模拟数据中学习,以此来预测湍流的不确定性和变异性。 但是,简单的应用机器学习方法也可能带来新的问题。在湍流模型中,关键的雷诺应力张量必须满足一定的物理约束条件,如非负的分量、正定的矩阵等。如果忽略这些物理约束,可能导致模型产生非物理的预测结果,这些结果不仅违背了基本的物理定律,也可能导致数值模拟的不稳定和不收敛。这要求在应用机器学习方法时,必须考虑其与物理规律的兼容性。 本文介绍了一种结合机器学习和物理约束的框架,旨在解决上述问题。研究者使用随机森林算法来训练机器学习模型,该模型能从数据中学习到湍流特性的复杂模式和结构。接着,将训练好的模型嵌入到计算流体动力学(CFD)求解器中,以确保在估计不确定性的同时,模型的输出满足物理约束条件,从而保证预测结果的物理可行性。 通过这种方法,湍流模型不确定性估计不再仅仅依赖于传统的统计方法,而是通过数据驱动的学习和物理约束的结合,提高了预测的准确性和可靠性。这种新的框架不仅可以提供更精细的湍流预测,还能帮助识别和量化RANS模型的局限性,为更精确的不确定性评估提供了可能。 在实际工程应用中,这一方法的应用前景非常广泛。无论是在机械、航空航天、土木工程还是生物医学领域,湍流的准确预测都是提升设计效率和产品性能的关键。例如,在航空领域,准确模拟飞机翼型周围的流体行为对于设计更有效的翼型至关重要。在土木工程中,理解桥梁和建筑物周围的湍流特性可以提高其结构的安全性和耐用性。在生物医学领域,预测血液流动的湍流模式对于设计更有效的心脏瓣膜和血管支架具有重要意义。 未来的研究将着眼于进一步优化这一框架,提高预测精度的同时确保结果的物理一致性。同时,也需要开发易于集成到现有CFD软件中的计算工具,以便其他研究人员和工程师能够利用这些先进的方法来应对湍流建模的挑战。随着机器学习和物理约束结合方法的不断进步和推广,我们有望更高效地解决现实世界中复杂的流动问题,推动流体湍流建模的科学进步。
2025-10-01 22:05:08 1.07MB
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国土空间规划是涉及自然资源和国土空间综合管理的一项重要工作,对促进区域经济社会发展、优化国土空间布局、保护生态环境等具有重要意义。近年来,随着信息技术的飞速发展,特别是地理信息大数据技术的应用,为国土空间规划提供了新的技术手段和工具。本研究以地理信息大数据驱动的国土空间规划智能决策系统为研究对象,旨在构建一个科学高效、决策智能化的规划平台。 研究背景与意义主要体现在以下几个方面:地理信息大数据的出现改变了传统国土空间规划的数据采集和处理方式,提供了更加丰富和精确的信息资源。通过应用大数据技术,可以实现对国土空间多维度、动态化的分析,为规划决策提供更为准确的依据。再次,随着人工智能和机器学习等技术的发展,利用智能算法对大数据进行分析和挖掘,可以提炼出有价值的信息和知识,支撑国土空间规划的智能决策。 研究目标与内容涵盖了对地理信息大数据在国土空间规划中应用的理论与实践研究。目标主要集中在构建一个集成大数据技术、人工智能和智能决策系统的国土空间规划平台,实现在规划编制、实施、监测和评价等环节中的智能化应用。内容包括研究地理信息大数据的特点和价值,探讨智能决策系统的设计与实施路径,以及评估其在实际国土空间规划中的应用效果。 研究方法与技术路线则涉及了系统分析、数据挖掘、模型构建等多个方面。采用的技术包括但不限于地理信息系统(GIS)、大数据存储与处理技术、人工智能算法、以及相关的数据分析技术。研究中将通过实际案例验证所构建智能决策系统的有效性和实用性。 智能决策系统理论部分主要探讨了如何将人工智能与机器学习技术融入国土空间规划决策过程中,以及如何在系统中集成和优化这些技术,以实现智能决策模型的选择、构建、训练、验证和部署。 在国土空间规划智能决策系统架构设计方面,研究明确了系统的总体架构、功能模块设计和系统安全与隐私保护策略。系统总体架构需保证技术的先进性和系统的稳定性;功能模块设计应满足实际规划过程中的多样化需求;系统安全与隐私保护是确保信息处理过程中数据安全的重要环节。 地理信息大数据挖掘与分析部分是研究的核心内容之一。它包括数据预处理、特征提取与模式识别、时空动态分析等关键环节。通过对大数据进行有效处理和分析,可以发现数据中的潜在规律和趋势,为决策提供依据。 智能决策模型构建与应用部分则关注于如何利用所挖掘的数据构建模型,并将模型应用于实际的规划决策过程中。这包括决策模型的选择与构建、模型训练与验证、以及模型部署与在线服务等步骤。 实证研究与案例分析部分通过选取具体的国土空间规划案例,验证了智能决策系统架构设计、数据挖掘与分析、决策模型构建的实际应用效果,以及系统在解决具体规划问题中的表现。 在总结与展望部分,研究回顾了整个研究过程中的成果,分析了当前研究的不足与局限,并对未来的发展趋势和技术进步进行了展望。 在技术应用方面,地理信息大数据可以为国土空间规划提供从宏观到微观的多尺度分析,支持土地利用优化、城乡规划布局、生态环境监测等多方面的规划工作。通过对大数据进行深入分析,可以增强规划方案的科学性和前瞻性,提升国土空间规划的效率和质量。 人工智能与机器学习技术在处理大量、复杂数据时具有显著优势,能够自动提取有用信息,并根据数据驱动的分析结果支持智能决策。这些技术的发展和应用为构建智能化的国土空间规划决策系统提供了可能。 智能决策系统的构建和应用不仅提升了国土空间规划的技术水平,还促进了规划决策的科学化、智能化和精准化。在未来的国土空间规划领域,智能决策系统有望成为推动规划工作发展的重要驱动力。 地理信息大数据驱动的国土空间规划智能决策系统的研究,不仅对我国当前的国土空间规划工作具有重要的指导意义,也为未来相关技术的发展和应用提供了理论基础和实践案例。随着技术的进一步发展和完善,智能决策系统有望在更广阔的范围内得到应用,助力国土空间规划工作更好地服务于经济社会发展和生态环境保护。
2025-09-21 11:31:11 59KB 人工智能 AI
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内容概要:本文探讨了基于数据驱动方法对磁性元件的磁芯损耗建模的必要性和方法。主要内容包括磁芯损耗的基本概念、现有损耗模型的分类(损耗分离模型和经验计算模型)、实验场景和数据说明。文章提出了四个具体问题:励磁波形分类、斯坦麦茨方程修正、磁芯损耗因素分析以及基于数据驱动的磁芯损耗预测模型构建。这些问题涉及实验数据的处理、模型的准确性验证以及模型的实际应用。最终,希望通过构建高精度且广泛的磁芯损耗预测模型,提高磁性元件的设计效率和性能。 适合人群:对电力电子技术、磁性元件设计及磁芯损耗建模感兴趣的研究生、科研人员和技术工程师。 使用场景及目标:① 为磁性元件的设计和优化提供精确的磁芯损耗评估工具;② 推动高频、高功率密度和高可靠性的功率变换器产品研发。 阅读建议:建议读者结合提供的实验数据,动手实践建模过程,深入理解各个步骤的意义和实现方法,特别是在励磁波形分类和磁芯损耗预测模型构建的部分。
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精益数据方法论:数据驱动的数字化转型 一、本文概述 在数字化快速发展的时代,企业面临的竞争环境日益激烈。为了在竞争中获得优势,企业必须紧跟数字化转型的浪潮,以便更好地应对日益复杂的市场需求。在数字化转型的过程中,企业可以通过引入云计算、大数据等先进技术,优化自身的生产、管理和销售等环节,从而实现企业整体水平的提升。 二、精益数据方法论的必要性 精益数据方法论的必要性可以从经济社会发展对数据的需求角度来理解。在信息时代,数据已经成了全球经济的重要引擎。企业的竞争不再仅仅是产品的竞争,而是转向了数据的竞争。在这样的背景下,企业需要依靠精益数据方法论来指导他们如何有效地管理和利用数据,从而适应市场的变化和客户的需求。 精益数据方法论的必要性还可以从企业数字化转型的挑战和机遇角度来理解。数字化转型是企业适应经济社会发展的必然选择,但是这个过程中也存在着很多挑战,比如数据的不规范、不一致、质量差等问题。而精益数据方法论正是为了解决这些问题而提出的。它提供了一套完整的数据管理方法和流程,帮助企业更好地进行数据的收集、整理、分析和应用,从而实现数字化转型。 三、数据驱动决策的优势 数据驱动决策是指在做决策时,通过利用数据和分析工具,对数据进行深入挖掘,发现数据背后的规律和趋势,为决策提供科学依据。在传统决策方式中,企业通常会根据经验、直觉或者简单的数据分析进行决策。然而,随着市场竞争的加剧和客户需求的多样化,这种决策方式已经难以适应复杂多变的市场环境。 数据驱动决策具有以下优势: 1. 准确性更高:通过利用大数据和先进的数据分析技术,数据驱动决策能够揭示出数据背后的隐藏规律和趋势,从而为决策提供更加准确和客观的依据。 2. 成本更低:数据驱动决策通常需要投入一定的成本建立数据分析系统、招聘专业数据分析师等。然而,从长远来看,这种投入要远低于传统决策方式所带来的成本。 3. 实施难度更小:数据驱动决策基于客观的数据和分析结果,更容易被团队成员理解和接受。同时,数据驱动的决策过程也可以通过自动化和智能化技术实现,降低实施难度和时间成本。 4. 更具智能化:数据驱动决策不仅仅是对数据的分析和利用,还可以通过机器学习和人工智能技术实现智能化决策。这种智能化决策能够根据历史数据和市场趋势自动生成优化方案和建议,提高决策效率和智能化水平。 四、案例分析 假设某个电商企业想要确定新产品的定价策略。传统决策方式可能只是基于市场调研和竞争对手的价格来设定价格。然而,通过数据驱动决策,企业可以收集和分析客户购买行为、消费习惯、市场趋势等多方面的数据,从而发现隐藏在数据背后的规律和趋势。基于这些规律和趋势,企业可以制定更加精准的定价策略,从而提高销售额和利润率。 精益数据方法论在数据驱动的数字化转型中具有非常重要的意义。它可以帮助企业更好地管理和利用数据,从而适应经济社会的需求和市场的变化。同时,数据驱动决策的优势也可以帮助企业提高决策的准确性和智能化水平,降低成本和实施难度。
2025-08-18 18:32:36 29KB
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文档支持目录章节跳转同时还支持阅读器左侧大纲显示和章节快速定位,文档内容完整、条理清晰。文档内所有文字、图表、函数、目录等元素均显示正常,无任何异常情况,敬请您放心查阅与使用。文档仅供学习参考,请勿用作商业用途。 你是否渴望高效解决复杂的数学计算、数据分析难题?MATLAB 就是你的得力助手!作为一款强大的技术计算软件,MATLAB 集数值分析、矩阵运算、信号处理等多功能于一身,广泛应用于工程、科学研究等众多领域。 其简洁直观的编程环境,让代码编写如同行云流水。丰富的函数库和工具箱,为你节省大量时间和精力。无论是新手入门,还是资深专家,都能借助 MATLAB 挖掘数据背后的价值,创新科技成果。别再犹豫,拥抱 MATLAB,开启你的科技探索之旅!
2025-07-17 14:42:06 4.62MB matlab
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易语言ADODB2.fne支持库中文名为易语言ADODB数据驱动操作支持库,本易语言支持库用来访问各种类型数据库。由于本库是架构在ADO基础上的,因此请确保您的系统或者程序使用的系统装有ADO 2.10.3711.9或以上版本。 当前最新版本是MDAC_TYP2.8,其中包括了ADO,如果需要,可到微软网站上下载。 易语言ADODB2.fne支持库为一般支持库,需要易系统3.6版本的支持,需要系统核心支持库3.7版本的支持,提供了31种库定义数据类型,提供了84种命令。 易语言ADODB数据驱动操作支持库为易语言第三方支持库。 操作系统需求: Windows 易语言官方论坛
2025-06-22 15:34:46 42KB 易语言支持库
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MATLAB环境下基于数据驱动与协方差驱动的随机子空间结构模态参数识别方法,多领域应用,程序已优化可运行。,MATLAB环境下基于数据驱动与协方差驱动的随机子空间结构模态参数识别方法——适用于土木、航空航天及机械领域,MATLAB环境下基于数据驱动的随机子空间(SSI-DATA)和协方差驱动的随机子空间(SSI-COV)的结构模态参数识别方法,可用于土木,航空航天,机械等领域。 本品为程序,已调通,可直接运行。 ,MATLAB; 随机子空间; 结构模态参数识别; 数据驱动; 协方差驱动; 土木、航空航天、机械领域。,MATLAB程序:基于数据与协方差驱动的随机子空间模态参数识别法
2025-04-23 15:43:48 1.63MB sass
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针对淮南煤田走向长壁垮落式采煤法条件下导水裂缝带高度难以精确预测的问题,建立基于偏最小二乘法的BP神经网络模型,提高了导水裂缝带高度的预测精度。首先运用偏最小二乘法对导水裂缝带高度的影响因素进行分析,对原始数据降维处理提取主成分,优化了原始数据,克服了变量间因样本量小而产生的多重相关性影响,并对自变量、因变量具有很强的解释能力。再将提取的主成分作为BP神经网络模型的输入层,导水裂缝带高度为输出层,对网络进行训练。该方法既简化了网络结构,其精度也高于经验公式以及单一的偏最小二乘法模型与BP神经网络模型。
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针对煤炭近红外光谱原始数据的高维、多重共线性、建模容易过拟合等问题,研究了煤炭光谱的特征波长筛选方法,提出了基于平均影响值的改进连续投影算法。实验表明,所提出的算法可以有效降低数据维数、提高数据质量。
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2024-05-16 16:32:24 2.86MB oracle
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