基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的防波堤波浪力計算.pdf

1、海岸是陸地與海洋的交界線,海岸水域?qū)τ谌祟惢顒?在當(dāng)今具有特別重要的意義。防波堤是港口、海岸工程建設(shè)中的重要水工建筑物之一。直立墻是港口及海岸防護工程最常用的一種結(jié)構(gòu)形式,波浪作用力通常是它們遭受到的最主要外荷載之一。波浪對堤岸構(gòu)造物的破壞作用,一直是工程界廣泛重視的問題。防波堤直接承受波浪壓力的作用,一旦遭到破壞,其后果十分嚴重；同時防波堤大都建造在水深浪大處,修建技術(shù)復(fù)雜,造價高昂。隨著沿海地區(qū)社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人類在海岸帶地區(qū)的

2、活動日趨頻繁,沿海工程項目的數(shù)量越來越多,投資規(guī)模越來越巨大,工程項目的風(fēng)險性也越來越引起人們的高度關(guān)注,這些都對近岸波浪等海洋環(huán)境要素精確預(yù)測提出了更高的要求。近岸波浪的計算,對近岸工程設(shè)計、淺海生產(chǎn)作業(yè)、近岸環(huán)境保護等方面具有十分重要的意義。因此提供精確、實用的近岸波浪作用力計算方法,是工程界面臨的一項重要而迫切的任務(wù)。
　　 海洋環(huán)境情況十分復(fù)雜,近岸建筑所受波浪力由于受到各種復(fù)雜因素的影響表現(xiàn)為非線性動力學(xué)過程,而且因素

3、之間的變化及相互影響關(guān)系也很難確定。近年來,信息技術(shù)特別是人工智能技術(shù)的發(fā)展,為波浪力計算提供了新的途徑。鑒于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很強大的處理復(fù)雜非線性問題的能力,本文緊緊圍繞人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的數(shù)學(xué)知識,提出用改進的BP網(wǎng)絡(luò)算法來建立波浪力計算模型,進行了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的波浪力計算的研究,將二者有機結(jié)合,應(yīng)用到海洋工程中去,取得良好效果。具體工作如下:
　　 本文在水槽中進行了建筑物前不同工況下的規(guī)則波物理模型試驗,測得其正立面波

4、浪作用力,從物理模型試驗角度探究直立防波堤波浪受力狀況；針對試驗中的工況下的直立堤斷面,運用我國規(guī)范及國外常用的計算方法進行了波浪力推算,并進行了對比；本文在現(xiàn)有堤前波浪作用試驗研究成果的基礎(chǔ)上,根據(jù)波浪力與周期、波高、堤前水深等的關(guān)系,設(shè)計并實現(xiàn)了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的波浪力計算模型。借用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進的BP算法對防波堤波浪作用進行數(shù)值擬合,探究該種算法在防波堤工程應(yīng)用的實用性和可行性。國內(nèi)外在這方面的研究還處于起步階段,不論從理論還是工程