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水动力学模型与集合卡尔曼滤波耦合的实时校正多变量分析方法

赖锡军

赖锡军. 水动力学模型与集合卡尔曼滤波耦合的实时校正多变量分析方法[J]. 水科学进展, 2009, 20(2): 241-248.
引用本文: 赖锡军. 水动力学模型与集合卡尔曼滤波耦合的实时校正多变量分析方法[J]. 水科学进展, 2009, 20(2): 241-248.
LAI Xi-jun. Real-updating multivariate analysis for unsteady flows with ensemble Kalman filter[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(2): 241-248.
Citation: LAI Xi-jun. Real-updating multivariate analysis for unsteady flows with ensemble Kalman filter[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(2): 241-248.

水动力学模型与集合卡尔曼滤波耦合的实时校正多变量分析方法

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50709034;40571028);江苏省基础研究计划(自然科学基金)
详细信息
    作者简介:

    赖锡军(1977- ),男,浙江遂昌人,助理研究员,博士,主要从事环境水力学研究.E-mail:xjlai@niglas.ac.cn

  • 中图分类号: TV131.4

Real-updating multivariate analysis for unsteady flows with ensemble Kalman filter

Funds: The study is financially supported by the National Natural science Foundation of China (No.50709034;No.40571028)
  • 摘要: 为减少非恒定水流计算中的不确定性,在水流随机运动系统状态空间模型基础上,应用集合卡尔曼滤波(EnKF)技术建立了非恒定水流分析的实时更新(校正)方法。该方法适用于非线性的随机微分方程,过程和观测噪声可以是非正态分布。同时,为充分利用水位、流量等误差量级相差巨大的观测中所蕴含的有效信息,导出了EnKF多变量分析格式。以明渠单峰洪水过程的合成数据为例,考察了运用建立的实时更新方法分析预报一维洪水演进的性能。重点对比了采用不同精度等级下的水位和流量观测资料进行滤波的效果。在中国现行标准规定的允许观测误差范围内,以水位观测进行一维洪水动力学模型的滤波分析可有效地控制误差、估计流量、识别水流运动系统状态。长江干流清溪场至万县江段实际洪水计算还证实:该方法通过插入即时观测,可实时更新模型状态,给出与实际更为接近的计算。
  • [1] 赖锡军,傅国圣,孙波.非恒定水流计算的最优控制问题及其变分求解[J].水科学进展,2008,19(4):537-545.(LAI Xi-jun,FU Guo-sheng,SUN Bo.Optimal control problems in unsteady flow computation and their variational solutions[J].Advances in Water Science,2008,19(4):537-545.(in Chinese))
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出版历程
  • 收稿日期:  2008-01-30
  • 刊出日期:  2009-03-25

水动力学模型与集合卡尔曼滤波耦合的实时校正多变量分析方法

    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(50709034;40571028);江苏省基础研究计划(自然科学基金)
    作者简介:

    赖锡军(1977- ),男,浙江遂昌人,助理研究员,博士,主要从事环境水力学研究.E-mail:xjlai@niglas.ac.cn

  • 中图分类号: TV131.4

摘要: 为减少非恒定水流计算中的不确定性,在水流随机运动系统状态空间模型基础上,应用集合卡尔曼滤波(EnKF)技术建立了非恒定水流分析的实时更新(校正)方法。该方法适用于非线性的随机微分方程,过程和观测噪声可以是非正态分布。同时,为充分利用水位、流量等误差量级相差巨大的观测中所蕴含的有效信息,导出了EnKF多变量分析格式。以明渠单峰洪水过程的合成数据为例,考察了运用建立的实时更新方法分析预报一维洪水演进的性能。重点对比了采用不同精度等级下的水位和流量观测资料进行滤波的效果。在中国现行标准规定的允许观测误差范围内,以水位观测进行一维洪水动力学模型的滤波分析可有效地控制误差、估计流量、识别水流运动系统状态。长江干流清溪场至万县江段实际洪水计算还证实:该方法通过插入即时观测,可实时更新模型状态,给出与实际更为接近的计算。

English Abstract

赖锡军. 水动力学模型与集合卡尔曼滤波耦合的实时校正多变量分析方法[J]. 水科学进展, 2009, 20(2): 241-248.
引用本文: 赖锡军. 水动力学模型与集合卡尔曼滤波耦合的实时校正多变量分析方法[J]. 水科学进展, 2009, 20(2): 241-248.
LAI Xi-jun. Real-updating multivariate analysis for unsteady flows with ensemble Kalman filter[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(2): 241-248.
Citation: LAI Xi-jun. Real-updating multivariate analysis for unsteady flows with ensemble Kalman filter[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(2): 241-248.
参考文献 (15)

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