数值计算方法介绍
1、数值计算(numerical analysis),为数学的一个分支,是研究分析用计算机求解数学计算问题的数值计算方法及其理论的学科。它以数字计算机求解数学问题的理论和方法为研究对象,为计算数学的主体部分。
2、数值计算的目的是设计及分析一些计算的方式,可针对一些问题得到近似但够精确的结果。
3、在数值计算中用到迭代法的情形会比直接法要多。例如像牛顿法、二分法、雅可比法、广义最小残量方法(GMRES)及共轭梯度法等等。在计算矩阵代数中,大型的问题一般会需要用迭代法来求解。
数值计算方法
一、数值的计算方法有:1、有限元法有限元方法的基础是变分原理和加权余量法,其基本求解思想是把计算域划分为有限个互不重叠的单元,在每个单元内,选择一些合适的节点作为求解函数的插值点。将微分方程中的变量改写成由各变量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线性表达式,借助于变分原理或加权余量法,将微分方程离散求解。采用不同的权函数和插值函数 形式,便构成不同的有限元方法。2、 多重网格方法多重网格法基本原理微分方程的误差分量可以分为两大类,一类是频率变化较缓慢的低频分量;另一类是频率高,摆动快的高频分量。一般的迭代方法可以迅速地将摆动误差衰减,但对那些低频分量,迭代法的效果不是很显著。
数值计算方法
数值计算的六大方法有限元法有限元方法的基础是变分原理和加权余量法,其基本求解思想是把计算域划分为有限个互不重叠的单元,在每个单元内,选择一些合适的节点作为求解函数的插值点,将微分方程中的变量改写成由各变量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线性表达式,借助于变分原理或加权余量法,将微分方程离散求解。采用不同的权函数和插值函数 形式,便构成不同的有限元方法。 多重网格方法多重网格方法通过在疏密不同的网格层上进行迭代,以平滑不同频率的误差分量.具有收敛速度快,精度高等优点.有限差分方法有限差分方法(FDM)是计算机数值模拟最早采用的方法,至今仍被广泛运用。该方法将求解域划分为差分网格,用有限个网格节点代替连续的求解域。有限差分法以Taylor级数展开等方法,把控制方程中的导数用网格节点上的函数值的差商代替进行离散,从而建立以网格节点上的值为未知数的代数方程组。有限体积法有限体积法(Finite Volume Method)又称为控制体积法。其基本思路是:将计算区域划分为一系列不重复的控制体积,并使每个网格点周围有一个控制体积;将待解的微分方程对每一个控制体积积分,便得出一组离散方程近似求解的误差估计方法近似求解的误差估计方法共有三大类:单元余量法,通量投射法及外推法。多尺度计算方法近年来发展的多尺度计算方法包括均匀化方法、非均匀化多尺度方法、以及小波数值均匀化方法、多尺度有限体积法、多尺度有限元法等。
常用的数据分析方法有哪些?
常用的列了九种供参考:一、公式拆解所谓公式拆解法就是针对某个指标,用公式层层分解该指标的影响因素。举例:分析某产品的销售额较低的原因,用公式法分解二、对比分析对比法就是用两组或两组以上的数据进行比较,是最通用的方法。我们知道孤立的数据没有意义,有对比才有差异。比如在时间维度上的同比和环比、增长率、定基比,与竞争对手的对比、类别之间的对比、特征和属性对比等。对比法可以发现数据变化规律,使用频繁,经常和其他方法搭配使用。下图的AB公司销售额对比,虽然A公司销售额总体上涨且高于B公司,但是B公司的增速迅猛,高于A公司,即使后期增速下降了,最后的销售额还是赶超。三、A/BtestA/Btest,是将Web或App界面或流程的两个或多个版本,在同一时间维度,分别让类似访客群组来访问,收集各群组的用户体验数据和业务数据,最后分析评估出最好版本正式采用。A/Btest的流程如下:(1)现状分析并建立假设:分析业务数据,确定当前最关键的改进点,作出优化改进的假设,提出优化建议;比如说我们发现用户的转化率不高,我们假设是因为推广的着陆页面带来的转化率太低,下面就要想办法来进行改进了(2)设定目标,制定方案:设置主要目标,用来衡量各优化版本的优劣;设置辅助目标,用来评估优化版本对其他方面的影响。(3)设计与开发:制作2个或多个优化版本的设计原型并完成技术实现。(4)分配流量:确定每个线上测试版本的分流比例,初始阶段,优化方案的流量设置可以较小,根据情况逐渐增加流量。(5)采集并分析数据:收集实验数据,进行有效性和效果判断:统计显著性达到95%或以上并且维持一段时间,实验可以结束;如果在95%以下,则可能需要延长测试时间;如果很长时间统计显著性不能达到95%甚至90%,则需要决定是否中止试验。(6)最后:根据试验结果确定发布新版本、调整分流比例继续测试或者在试验效果未达成的情况下继续优化迭代方案重新开发上线试验。流程图如下:四、象限分析通过对两种及以上维度的划分,运用坐标的方式表达出想要的价值。由价值直接转变为策略,从而进行一些落地的推动。象限法是一种策略驱动的思维,常与产品分析、市场分析、客户管理、商品管理等。比如,下图是一个广告点击的四象限分布,X轴从左到右表示从低到高,Y轴从下到上表示从低到高。高点击率高转化的广告,说明人群相对精准,是一个高效率的广告。高点击率低转化的广告,说明点击进来的人大多被广告吸引了,转化低说明广告内容针对的人群和产品实际受众有些不符。高转化低点击的广告,说明广告内容针对的人群和产品实际受众符合程度较高,但需要优化广告内容,吸引更多人点击。低点击率低转化的广告,可以放弃了。还有经典的RFM模型,把客户按最近一次消费(Recency)、消费频率(Frequency)、消费金额 (Monetary)三个维度分成八个象限。象限法的优势:(1)找到问题的共性原因通过象限分析法,将有相同特征的事件进行归因分析,总结其中的共性原因。例如上面广告的案例中,第一象限的事件可以提炼出有效的推广渠道与推广策略,第三和第四象限可以排除一些无效的推广渠道;(2)建立分组优化策略针对投放的象限分析法可以针对不同象限建立优化策略,例如RFM客户管理模型中按照象限将客户分为重点发展客户、重点保持客户、一般发展客户、一般保持客户等不同类型。给重点发展客户倾斜更多的资源,比如VIP服务、个性化服务、附加销售等。给潜力客户销售价值更高的产品,或一些优惠措施来吸引他们回归。五、帕累托分析帕累托法则,源于经典的二八法则。比如在个人财富上可以说世界上20%的人掌握着80%的财富。而在数据分析中,则可以理解为20%的数据产生了80%的效果需要围绕这20%的数据进行挖掘。往往在使用二八法则的时候和排名有关系,排在前20%的才算是有效数据。二八法是抓重点分析,适用于任何行业。找到重点,发现其特征,然后可以思考如何让其余的80%向这20%转化,提高效果。一般地,会用在产品分类上,去测量并构建ABC模型。比如某零售企业有500个SKU以及这些SKU对应的销售额,那么哪些SKU是重要的呢,这就是在业务运营中分清主次的问题。常见的做法是将产品SKU作为维度,并将对应的销售额作为基础度量指标,将这些销售额指标从大到小排列,并计算截止当前产品SKU的销售额累计合计占总销售额的百分比。百分比在 70%(含)以内,划分为 A 类。百分比在 70~90%(含)以内,划分为 B 类。百分比在 90~100%(含)以内,划分为 C 类。以上百分比也可以根据自己的实际情况调整。ABC分析模型,不光可以用来划分产品和销售额,还可以划分客户及客户交易额等。比如给企业贡献80%利润的客户是哪些,占比多少。假设有20%,那么在资源有限的情况下,就知道要重点维护这20%类客户。六、漏斗分析漏斗法即是漏斗图,有点像倒金字塔,是一个流程化的思考方式,常用于像新用户的开发、购物转化率这些有变化和一定流程的分析中。上图是经典的营销漏斗,形象展示了从获取用户到最终转化成购买这整个流程中的一个个子环节。相邻环节的转化率则就是指用数据指标来量化每一个步骤的表现。所以整个漏斗模型就是先将整个购买流程拆分成一个个步骤,然后用转化率来衡量每一个步骤的表现,最后通过异常的数据指标找出有问题的环节,从而解决问题,优化该步骤,最终达到提升整体购买转化率的目的。整体漏斗模型的核心思想其实可以归为分解和量化。比如分析电商的转化,我们要做的就是监控每个层级上的用户转化,寻找每个层级的可优化点。对于没有按照流程操作的用户,专门绘制他们的转化模型,缩短路径提升用户体验。还有经典的黑客增长模型,AARRR模型,指Acquisition、Activation、Retention、Revenue、Referral,即用户获取、用户激活、用户留存、用户收益以及用户传播。这是产品运营中比较常见的一个模型,结合产品本身的特点以及产品的生命周期位置,来关注不同的数据指标,最终制定不同的运营策略。从下面这幅AARRR模型图中,能够比较明显的看出来整个用户的生命周期是呈现逐渐递减趋势的。通过拆解和量化整个用户生命周期各环节,可以进行数据的横向和纵向对比,从而发现对应的问题,最终进行不断的优化迭代。七、路径分析用户路径分析追踪用户从某个开始事件直到结束事件的行为路径,即对用户流向进行监测,可以用来衡量网站优化的效果或营销推广的效果,以及了解用户行为偏好,其最终目的是达成业务目标,引导用户更高效地完成产品的最优路径,最终促使用户付费。如何进行用户行为路径分析?(1)计算用户使用网站或APP时的每个第一步,然后依次计算每一步的流向和转化,通过数据,真实地再现用户从打开APP到离开的整个过程。(2)查看用户在使用产品时的路径分布情况。例如:在访问了某个电商产品首页的用户后,有多大比例的用户进行了搜索,有多大比例的用户访问了分类页,有多大比例的用户直接访问的商品详情页。(3)进行路径优化分析。例如:哪条路径是用户最多访问的;走到哪一步时,用户最容易流失。(4)通过路径识别用户行为特征。例如:分析用户是用完即走的目标导向型,还是无目的浏览型。(5)对用户进行细分。通常按照APP的使用目的来对用户进行分类。如汽车APP的用户可以细分为关注型、意向型、购买型用户,并对每类用户进行不同访问任务的路径分析,比如意向型的用户,他进行不同车型的比较都有哪些路径,存在什么问题。还有一种方法是利用算法,基于用户所有访问路径进行聚类分析,依据访问路径的相似性对用户进行分类,再对每类用户进行分析。以电商为例,买家从登录网站/APP到支付成功要经过首页浏览、搜索商品、加入购物车、提交订单、支付订单等过程。而在用户真实的选购过程是一个交缠反复的过程,例如提交订单后,用户可能会返回首页继续搜索商品,也可能去取消订单,每一个路径背后都有不同的动机。与其他分析模型配合进行深入分析后,能为找到快速用户动机,从而引领用户走向最优路径或者期望中的路径。用户行为路径图示例:八、留存分析用户留存指的是新会员/用户在经过一定时间之后,仍然具有访问、登录、使用或转化等特定属性和行为,留存用户占当时新用户的比例就是留存率。留存率按照不同的周期分为三类,以登录行为认定的留存为例:第一种 日留存,日留存又可以细分为以下几种:(1)次日留存率:(当天新增的用户中,第2天还登录的用户数)/第一天新增总用户数(2)第3日留存率:(第一天新增用户中,第3天还有登录的用户数)/第一天新增总用户数(3)第7日留存率:(第一天新增用户中,第7天还有登录的用户数)/第一天新增总用户数(4)第14日留存率:(第一天新增用户中,第14天还有登录的用户数)/第一天新增总用户数(5)第30日留存率:(第一天新增用户中,第30天还有登录的用户数)/第一天新增总用户数第二种 周留存,以周度为单位的留存率,指的是每个周相对于第一个周的新增用户中,仍然还有登录的用户数。第三种 月留存,以月度为单位的留存率,指的是每个月相对于第一个周的新增用户中,仍然还有登录的用户数。留存率是针对新用户的,其结果是一个矩阵式半面报告(只有一半有数据),每个数据记录行是日期、列为对应的不同时间周期下的留存率。正常情况下,留存率会随着时间周期的推移而逐渐降低。下面以月留存为例生成的月用户留存曲线:九、聚类分析聚类分析属于探索性的数据分析方法。通常,我们利用聚类分析将看似无序的对象进行分组、归类,以达到更好地理解研究对象的目的。聚类结果要求组内对象相似性较高,组间对象相似性较低。在用户研究中,很多问题可以借助聚类分析来解决,比如,网站的信息分类问题、网页的点击行为关联性问题以及用户分类问题等等。其中,用户分类是最常见的情况。常见的聚类方法有不少,比如K均值(K-Means),谱聚类(Spectral Clustering),层次聚类(Hierarchical Clustering)。以最为常见的K-means为例,如下图:可以看到,数据可以被分到红蓝绿三个不同的簇(cluster)中,每个簇应有其特有的性质。显然,聚类分析是一种无监督学习,是在缺乏标签的前提下的一种分类模型。当我们对数据进行聚类后并得到簇后,一般会单独对每个簇进行深入分析,从而得到更加细致的结果。
常见的数据分析方法有哪些?
常见的数据分析方法有哪些?
1.趋势分析
当有大量数据时,我们希望更快,更方便地从数据中查找数据信息,这时我们需要使用图形功能。所谓的图形功能就是用EXCEl或其他绘图工具来绘制图形。
趋势分析通常用于长期跟踪核心指标,例如点击率,GMV和活跃用户数。通常,只制作一个简单的数据趋势图,但并不是分析数据趋势图。它必须像上面一样。数据具有那些趋势变化,无论是周期性的,是否存在拐点以及分析背后的原因,还是内部的或外部的。趋势分析的最佳输出是比率,有环比,同比和固定基数比。例如,2017年4月的GDP比3月增加了多少,这是环比关系,该环比关系反映了近期趋势的变化,但具有季节性影响。为了消除季节性因素的影响,引入了同比数据,例如:2017年4月的GDP与2016年4月相比增长了多少,这是同比数据。更好地理解固定基准比率,即固定某个基准点,例如,以2017年1月的数据为基准点,固定基准比率是2017年5月数据与该数据2017年1月之间的比较。
2.对比分析
水平对比度:水平对比度是与自己进行比较。最常见的数据指标是需要与目标值进行比较,以了解我们是否已完成目标;与上个月相比,要了解我们环比的增长情况。
纵向对比:简单来说,就是与其他对比。我们必须与竞争对手进行比较以了解我们在市场上的份额和地位。
许多人可能会说比较分析听起来很简单。让我举一个例子。有一个电子商务公司的登录页面。昨天的PV是5000。您如何看待此类数据?您不会有任何感觉。如果此签到页面的平均PV为10,000,则意味着昨天有一个主要问题。如果签到页面的平均PV为2000,则昨天有一个跳跃。数据只能通过比较才有意义。
3.象限分析
根据不同的数据,每个比较对象分为4个象限。如果将IQ和EQ划分,则可以将其划分为两个维度和四个象限,每个人都有自己的象限。一般来说,智商保证一个人的下限,情商提高一个人的上限。
说一个象限分析方法的例子,在实际工作中使用过:通常,p2p产品的注册用户由第三方渠道主导。如果您可以根据流量来源的质量和数量划分四个象限,然后选择一个固定的时间点,比较每个渠道的流量成本效果,则该质量可以用作保留的总金额的维度为标准。对于高质量和高数量的通道,继续增加引入高质量和低数量的通道,低质量和低数量的通过,低质量和高数量的尝试策略和要求,例如象限分析可以让我们比较和分析时间以获得非常直观和快速的结果。
4.交叉分析
比较分析包括水平和垂直比较。如果要同时比较水平和垂直方向,则可以使用交叉分析方法。交叉分析方法是从多个维度交叉显示数据,并从多个角度执行组合分析。
分析应用程序数据时,通常分为iOS和Android。
交叉分析的主要功能是从多个维度细分数据并找到最相关的维度,以探究数据更改的原因。
岩土的工程发展
1 引 言展望岩土工程的发展,笔者认为需要综合考虑岩土工程学科特点、工程建设对岩土工程发展的要求,以及相关学科发展对岩土工程的影响。岩土工程研究的对象是岩体和土体。岩体在其形成和存在的整个地质历史过程中,经受了各种复杂的地质作用,因而有着复杂的结构和地应力场环境。而不同地区的不同类型的岩体,由于经历的地质作用过程不同,其工程性质往往具有很大的差别。岩石出露地表后,经过风化作用而形成土,它们或留存在原地,或经过风、水及冰川的剥蚀和搬运作用在异地沉积形成土层。在各地质时期各地区的风化环境、搬运和沉积的动力学条件均存在差异性,因此土体不仅工程性质复杂而且其性质的区域性和个性很强。岩石和土的强度特性、变形特性和渗透特性都是通过试验测定。在室内试验中,原状试样的代表性、取样过程中不可避免的扰动以及初始应力的释放,试验边界条件与地基中实际情况不同等客观原因所带来的误差,使室内试验结果与地基中岩土实际性状发生差异。在原位试验中,现场测点的代表性、埋设测试元件时对岩土体的扰动,以及测试方法的可靠性等所带来的误差也难以估计。岩土材料及其试验的上述特性决定了岩土工程学科的特殊性。岩土工程是一门应用科学,在岩土工程分析时不仅需要运用综合理论知识、室内外测成果、还需要应用工程师的经验,才能获得满意的结果。在展望岩土工程发展时不能不重视岩土工程学科的特殊性以及岩土工程问题分析方法的特点。土木工程建设中出现的岩土工程问题促进了岩土工程学科的发展。例如在土木工程建设中最早遇到的是土体稳定问题。土力学理论上的最早贡献是1773年库伦建立了库伦定律。随后发展了Rankine(1857)理论和Fellenius(1926)圆弧滑动分析理论。为了分析软粘土地基在荷载作用下沉降随时间发展的过程,Terzaghi(1925)发展了一维固结理论。回顾我国近50年以来岩土工程的发展,它是紧紧围绕我国土木工程建设中出现的岩土工程问题而发展的。在改革开放以前,岩土工程工作者较多的注意力集中在水利、铁道和矿井工程建设中的岩土工程问题,改革开放后,随着高层建筑、城市地下空间利用和高速公路的发展,岩土工程者的注意力较多的集中在建筑工程、市政工程和交通工程建设中的岩土工程问题。土木工程功能化、城市立体化、交通高速化,以及改善综合居往环境成为现代土木工程建设的特点。人口的增长加速了城市发展,城市化的进程促进了大城市在数量和规模上的急剧发展。人们将不断拓展新的生存空间,开发地下空间,向海洋拓宽,修建跨海大桥、海底隧道和人工岛,改造沙漠,修建高速公路和高速铁路等。展望岩土工程的发展,不能离开对我国现代土木工程建设发展趋势的分析。一个学科的发展还受科技水平及相关学科发展的影响。二次大战后,特别是在20世纪60年代以来,世界科技发展很快。电子技术和计算机技术的发展,计算分析能力和测试能力的提高,使岩土工程计算机分析能力和室内外测试技术得到提高和进步。科学技术进步还促使岩土工程新材料和新技术的产生。如土工合成材料的迅速发展被称为岩土工程的一次革命。现代科学发展的一个特点是学科间相互渗透,产生学科交叉并不断出现新的学科,这种发展态势也影响岩土工程的发展。岩土工程是20世纪60年代末至70年代初,将土力学及基础工程、工程地质学、岩体力学三者逐渐结合为一体并应用于土木工程实际而形成的新学科。岩土工程的发展将围绕现代土木工程建设中出现的岩土工程问题并将融入其他学科取得的新成果。岩土工程涉及土木工程建设中岩石与土的利用、整治或改造,其基本问题是岩体或土体的稳定、变形和渗流问题。笔者认为下述12个方面是应给予重视的研究领域,从中可展望21世纪岩土工程的发展。2 区域性土分布和特性的研究经典土力学是建立在无结构强度理想的粘性土和无粘性土基础上的。但由于形成条件、形成年代、组成成分、应力历史不同,土的工程性质具有明显的区域性。周镜在黄文熙讲座〔1〕中详细分析了我国长江中下游两岸广泛分布的、矿物成分以云母和其它深色重矿物的风化碎片为主的片状砂的工程特性,比较了与福建石英质砂在变形特性、动静强度特性、抗液化性能方面的差异,指出片状砂有某些特殊工程性质。然而人们以往对砂的工程性质的了解,主要根据对石英质砂的大量室内外试验结果。周镜院士指出:“众所周知,目前我国评价饱和砂液化势的原位测试方法,即标准贯入法和静力触探法,主要是依据石英质砂地层中的经验,特别是唐山地震中的经验。有的规程中用饱和砂的相对密度来评价它的液化势。显然这些准则都不宜简单地用于长江中下游的片状砂地层”。我国长江中下游两岸广泛分布的片状砂地层具有某些特殊工程性质,与标准石英砂的差异说明土具有明显的区域性,这一现象具有一定的普遍性。国内外岩土工程师们发现许多地区的饱和粘土的工程性质都有其不同的特性,如伦敦粘土、波士顿蓝粘土、曼谷粘土、Oslo粘土、Lela粘土、上海粘土、湛江粘土等。这些粘土虽有共性,但其个性对工程建设影响更为重要。我国地域辽阔、岩土类别多、分布广。以土为例,软粘土、黄土、膨胀土、盐渍土、红粘土、有机质土等都有较大范围的分布。如我国软粘土广泛分布在天津、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、湛江、广州、深圳、南京、武汉、昆明等地。人们已经发现上海粘土、湛江粘土和昆明粘土的工程性质存在较大差异。以往人们对岩土材料的共性、或者对某类土的共性比较重视,而对其个性深入系统的研究较少。对各类各地区域性土的工程性质,开展深入系统研究是岩土工程发展的方向。探明各地区域性土的分布也有许多工作要做。岩土工程师们应该明确只有掌握了所在地区土的工程特性才能更好地为经济建设服务。3 本构模型研究在经典土力学中沉降计算将土体视为弹性体,采用布西奈斯克公式求解附加应力,而稳定分析则将土体视为刚塑性体,采用极限平衡法分析。采用比较符合实际土体的应力-应变-强度(有时还包括时间)关系的本构模型可以将变形计算和稳定分析结合起来。自Roscoe与他的学生(1958~1963)创建剑桥模型至今,各国学者已发展了数百个本构模型,但得到工程界普遍认可的极少,严格地说尚没有。岩体的应力-应变关系则更为复杂。看来,企图建立能反映各类岩土的、适用于各类岩土工程的理想本构模型是困难的,或者说是不可能的。因为实际工程土的应力-应变关系是很复杂的,具有非线性、弹性、塑性、粘性、剪胀性、各向异性等等,同时,应力路径、强度发挥度、以及岩土的状态、组成、结构、温度等均对其有影响。开展岩土的本构模型研究可以从两个方向努力:一是努力建立用于解决实际工程问题的实用模型;一是为了建立能进一步反映某些岩土体应力应变特性的理论模型。理论模型包括各类弹性模型、弹塑性模型、粘弹性模型、粘弹塑性模型、内时模型和损伤模型,以及结构性模型等。它们应能较好反映岩土的某种或几种变形特性,是建立工程实用模型的基础。工程实用模型应是为某地区岩土、某类岩土工程问题建立的本构模型,它应能反映这种情况下岩土体的主要性状。用它进行工程计算分析,可以获得工程建设所需精度的满意的分析结果。例如建立适用于基坑工程分析的上海粘土实用本构模型、适用于沉降分析的上海粘土实用本构模型,等等。笔者认为研究建立多种工程实用模型可能是本构模型研究的方向。在以往本构模型研究中不少学者只重视本构方程的建立,而不重视模型参数测定和选用研究,也不重视本构模型的验证工作。在以后的研究中特别要重视模型参数测定和选用,重视本构模型验证以及推广应用研究。只有这样,才能更好为工程建设服务。4 不同介质间相互作用及共同分析李广信(1998)认为岩土工程不同介质间相互作用及共同作用分析研究可以分为三个层次:①岩土材料微观层次的相互作用;②土与复合土或土与加筋材料之间的相互作用;③地基与建(构)筑物之间相互作用〔2〕。土体由固、液、气三相组成。其中固相是以颗粒形式的散体状态存在。固、液、气三相间相互作用对土的工程性质有很大的影响。土体应力应变关系的复杂性从根本上讲都与土颗粒相互作用有关。从颗粒间的微观作用入手研究土的本构关系是非常有意义的。通过土中固、液、气相相互作用研究还将促进非饱和土力学理论的发展,有助于进一步了解各类非饱和土的工程性质。与土体相比,岩体的结构有其特殊性。岩体是由不同规模、不同形态、不同成因、不同方向和不同序次的结构面围限而成的结构体共同组成的综合体,岩体在工程性质上具有不连续性。岩体工程性质还具有各向异性和非均一性。结合岩体断裂力学和其它新理论、新方法的研究进展,开展影响工程岩体稳定性的结构面几何学效应和力学效应研究也是非常有意义的。当天然地基不能满足建(构)筑物对地基要求时,需要对天然地基进行处理形成人工地基。桩基础、复合地基和均质人工地基是常遇到的三种人工地基形式。研究桩体与土体、复合地基中增强体与土体之间的相互作用,对了解桩基础和复合地基的承载力和变形特性是非常有意义的。地基与建(构)筑物相互作用与共同分析已引起人们重视并取得一些成果,但将共同作用分析普遍应用于工程设计,其差距还很大。大部分的工程设计中,地基与建筑物还是分开设计计算的。进一步开展地基与建(构)筑物共同作用分析有助于对真实工程性状的深入认识,提高工程设计水平。现代计算技术和计算机的发展为地基与建(构)筑物共同作用分析提供了良好的条件。迫切需要解决各类工程材料以及相互作用界面的实用本构模型,特别是界面间相互作用的合理模拟。5 岩土工程测试技术岩土工程测试技术不仅在岩土工程建设实践中十分重要,而且在岩土工程理论的形成和发展过程中也起着决定性的作用。理论分析、室内外测试和工程实践是岩土工程分析三个重要的方面。岩土工程中的许多理论是建立在试验基础上的,如Terzaghi的有效应力原理是建立在压缩试验中孔隙水压力的测试基础上的,Darcy定律是建立在渗透试验基础上的,剑桥模型是建立在正常固结粘土和微超固结粘土压缩试验和等向三轴压缩试验基础上的。测试技术也是保证岩土工程设计的合理性和保证施工质量的重要手段。岩土工程测试技术一般分为室内试验技术、原位试验技术和现场监测技术等几个方面。在原位测试方面,地基中的位移场、应力场测试,地下结构表面的土压力测试,地基土的强度特性及变形特性测试等方面将会成为研究的重点,随着总体测试技术的进步,这些传统的难点将会取得突破性进展。虚拟测试技术将会在岩土工程测试技术中得到较广泛的应用。及时有效地利用其他学科科学技术的成果,将对推动岩土工程领域的测试技术发展起到越来越重要的作用,如电子计算机技术、电子测量技术、光学测试技术、航测技术、电、磁场测试技术、声波测试技术、遥感测试技术等方面的新的进展都有可能在岩土工程测试方面找到应用的结合点。测试结果的可靠性、可重复性方面将会得到很大的提高。由于整体科技水平的提高,测试模式的改进及测试仪器精度的改善,最终将导致岩土工程方面测试结果在可信度方面的大大改进。6 岩土工程问题计算机分析虽然岩土工程计算机分析在大多数情况下只能给出定性分析结果,但岩土工程计算机分析对工程师决策是非常有意义的。开展岩土工程问题计算机分析研究是一个重要的研究方向。岩土工程问题计算机分析范围和领域很广,随着计算机技术的发展,计算分析领域还在不断扩大。除前面已经谈到的本构模型和不同介质间相互作用和共同分析外,还包括各种数值计算方法,土坡稳定分析,极限数值方法和概率数值方法,专家系统、AutoCAD技术和计算机仿真技术在岩土工程中应用,以及岩土工程反分析等方面。岩土工程计算机分析还包括动力分析,特别是抗震分析。岩土工程计算机数值分析方法除常用的有限元法和有限差分法外,离散单元法(DEM)、拉格朗日元法(FLAC),不连续变形分析方法(DDA),数值流形元法(NMM)和半解析元法(SAEM)等也在岩土工程分析中得到应用〔3〕。根据原位测试和现场监测得到岩土工程施工过程中的各种信息进行反分析,根据反分析结果修政设计、指导施工。这种信息化施工方法被认为是合理的施工方法,是发展方向。7 岩土工程可靠度分析在建筑结构设计中我国已采用以概率理论为基础并通过分项系数表达的极限状态设计方法。地基基础设计与上部结构设计在这一点尚未统一。应用概率理论为基础的极限状态设计方法是方向。由于岩土工程的特殊性,岩土工程应用概率极限状态设计在技术上还有许多有待解决的问题。要根据岩土工程特点积极开展岩土工程问题可靠度分析理论研究,使上部结构和地基基础设计方法尽早统一起来。8 环境岩土工程研究环境岩土工程是岩土工程与环境科学密切结合的一门新学科。它主要应用岩土工程的观点、技术和方法为治理和保护环境服务。人类生产活动和工程活动造成许多环境公害,如采矿造成采空区坍塌,过量抽取地下水引起区域性地面沉降,工业垃圾、城市生活垃圾及其它废弃物,特别有毒有害废弃物污染环境,施工扰动对周围环境的影响等等。另外,地震、洪水、风沙、泥石流、滑坡、地裂缝、隐伏岩溶引起地面塌陷等灾害对环境造成破坏。上述环境问题的治理和预防给岩土工程师们提出了许多新的研究课题。随着城市化、工业化发展进程加快,环境岩土工程研究将更加重要。应从保持良好的生态环境和保持可持续发展的高度来认识和重视环境岩土工程研究。9 按沉降控制设计理论建(构)筑物地基一般要同时满足承载力的要求和小于某一变形沉降量(包括小于某一沉降差)的要求。有时承载力满足要求后,其变形和沉降是否满足要求基本上可以不验算。这里有二种情况:一种是承载力满足后,沉降肯定很小,可以不进行验算,例如端承桩桩基础;另一种是对变形没有严格要求,例如一般路堤地基和砂石料等松散原料堆场地基等。也有沉降量满足要求后,承载力肯定满足要求而可以不进行验算。在这种情况下可只按沉降量控制设计。在深厚软粘土地基上建造建筑物,沉降量和差异沉降量控制是问题的关键。软土地基地区建筑地基工程事故大部分是由沉降量或沉降差过大造成的,特别是不均匀沉降对建筑物的危害最大。深厚软粘土地基建筑物的沉降量与工程投资密切相关。减小沉降量需要增加投资,因此,合理控制沉降量非常重要。按沉降控制设计既可保证建筑物安全又可节省工程投资。按沉降控制设计不是可以不管地基承载力是否满足要求,在任何情况下都要满足承载力要求。按沉降控制设计理论本身也包含对承载力是否满足要求进行验算。10 基坑工程围护体系稳定和变形随着高层建筑的发展和城市地下空间的开发,深基坑工程日益增多。基坑工程围护体系稳定和变形是重要的研究领域。基坑工程围护体系稳定和变形研究包括下述方面:土压力计算、围护体系的合理型式及适用范围、围护结构的设计及优化、基坑工程的“时空效应”、围护结构的变形,以及基坑开挖对周围环境的影响等等。基坑工程涉及土体稳定、变形和渗流三个基本问题,并要考虑土与结构的共同作用,是一个综合性课题,也是一个系统工程。基坑工程区域性、个性很强。有的基坑工程土压力引起围护结构的稳定性是主要矛盾,有的土中渗流引起流土破坏是主要矛盾,有的控制基坑周围地面变形量是主要矛盾。土压力理论还很不完善,静止土压力按经验确定或按半经验公式计算,主动土压力和被动土压力按库伦(1776)土压力理论或朗肯(1857)土压力理论计算,这些都出现在Terzaghi有效应力原理问世之前。在考虑地下水对土压力的影响时,是采用水土压力分算,还是采用水土压力合算较为符合实际情况,在学术界和工程界认识还不一致。作用在围护结构上的土压力与挡土结构的位移有关。基坑围护结构承受的土压力一般是介于主动土压力和静止土压力之间或介于被动土压力和静止土压力之间。另外,土具有蠕变性,作用在围护结构上的土压力还与作用时间有关。11 复合地基随着地基处理技术的发展,复合地基技术得到愈来愈多的应用。复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强或被置换,或在天然地基中设置加筋材料,加固区是由基体(天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基。复合地基中增强体和基体是共同直接承担荷载的。根据增强体的方向,可分为竖向增强体复合地基和水平向增强体复合地基两大类。根据荷载传递机理的不同,竖向增强体复合地基又可分为三种:散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。复合地基、浅基础和桩基础是目前常见的三种地基基础形式。浅基础、复合地基和桩基础之间没有非常严格的界限。桩土应力比接近于1.0的土桩复合地基可以认为是浅基础,考虑桩土共同作用的摩擦桩基也可认为是刚性桩复合地基。笔者认为将其视为刚性桩复合地基更利于对其荷载传递体系的认识。浅基础和桩基础的承载力和沉降计算有比较成熟的理论和工程实践的积累,而复合地基承载力和沉降计算理论有待进一步发展。复合地基计算理论远落后于复合地基实践。应加强复合地基理论的研究,如各类复合地基承载力和沉降计算,特别是沉降计算理论;复合地基优化设计;复合地基的抗震性状;复合地基可靠度分析等。另外各种复合土体的性状也有待进一步认识。加强复合地基理论研究的同时,还要加强复合地基新技术的开发和复合地基技术应用研究。12 周期荷载以及动力荷载作用下地基性状在周期荷载或动力荷载作用下,岩土材料的强度和变形特性,与在静荷载作用下的有许多特殊的性状。动荷载类型不同,土体的强度和变形性状也不相同。在不同类型动荷载作用下,它们共同的特点是都要考虑加荷速率和加荷次数等的影响。近二三十年来,土的动力荷载作用下的剪切变形特性和土的动力性质(包括变形特性和动强度)的研究已得到广泛开展。随着高速公路、高速铁路以及海洋工程的发展,需要了解周期荷载以及动力荷载作用下地基土体的性状和对周围环境的影响。与一般动力机器基础的动荷载有所不同,高速公路、高速铁路以及海洋工程中其外部动荷载是运动的,同时自身又产生振动,地基土体的受力状况将更复杂,土体的强度、变形特性以及土体的蠕变特性需要进一步深入的研究,以满足工程建设的需要。交通荷载的周期较长,交通荷载自身振动频率也低,荷载产生的振动波的波长较长,波传播较远,影响范围较大。高速公路、高速铁路以及海洋工程中的地基动力响应计算较为复杂,研究交通荷载作用下地基动力响应计算方法,从而可进一步研究交通荷载引起的荷载自身振动和周围环境的振动,对实际工程具有广泛的应用前景。13 特殊岩土工程问题研究展望岩土工程的发展,还要重视特殊岩土工程问题的研究,如:库区水位上升引起周围山体边坡稳定问题;越江越海地下隧道中岩土工程问题;超高层建筑的超深基础工程问题;特大桥、跨海大桥超深基础工程问题;大规模地表和地下工程开挖引起岩土体卸荷变形破坏问题;等等。岩土工程是一门应用科学,是为工程建设服务的。工程建设中提出的问题就是岩土工程应该研究的课题。岩土工程学科发展方向与土木工程建设发展态势密切相关。世界土木工程建设的热点移向东亚、移向中国。中国地域辽阔,工程地质复杂。中国土木工程建设的规模、持续发展的时间、工程建设中遇到的岩土工程技术问题,都是其它国家不能相比的。这给我国岩土工程研究跻身世界一流并逐步处于领先地位创造了很好的条件。展望21世纪岩土工程的发展,挑战与机遇并存,让我们的共同努力将中国岩土工程推向一个新水平。
学习好的重要条件是啥?平时咋学习比较好?
学校最重要的任务是让学生学习怎样学习和怎样思考,使学生高效率地学习,在有限的时间学习尽量多的知识。高中阶段是一个非常重要的打基础的时期,同学们应如何把学习搞好,打好未来成才的基础呢?
一、立志是学习动力的源泉
微生物学家、化学家巴斯德说过:“立志、工作、成功是人类活动的三大要素。立志是走向成功的大门,工作是登堂入室的旅程,这旅程的尽头就有一个成功在等待,来庆贺你努力的结果。”
作为一个高中学生,应该学会把握时代的脉博,面向未来,立振兴祖国之志,立自我成才之志,还要逐步培养和树立自己的专业方面的志向和理想。有了远大的志向抱负,就有力争上游、奋斗成才的强大动力,刻苦学习,努力争取优异的成绩。
二、跨越好从初中到高中的学习台阶
初、高中之间,在知识上有它的连续性。初中所学过的知识,都是高中学习的知识基础。但是,跟初中比较起来,高中各学科在知识广度、内容深度上有明显的提高。因此,认识高、初中在学习内容、学习方法等方面有什么不同,做好思想准备,并主动积极地创造条件,尽快适应各科学习,是非常必要的。
相对初中的学习,高中的学习跨越了知识和能力两大台阶。高中的知识内容与知识结构与初中相比出现了两个飞跃:从具体到抽象,从特殊到一般,在知识的广度和深度上都大大提高。在能力方面,高中的学习对同学们提出了更高的要求,如抽象概括思维能力、逻辑推理思维能力、分析综合能力、自学能力等等都要求有较大的发展和提高。
从初中阶段进入到高中阶段,在学习上要跨上一个较高的台阶。为了顺利地跨越这一台阶,我们要有足够的思想准备,要以新的、不同于初中的学习方法,学好高中的课程。
三、寻找一套适合自己的学习方法
学习方法是多种多样的,每个同学都应根据自己的特点,逐步摸索出一套适合自己的好的学习方法。下面提出一些高中阶段一般较为适合的学习方法,供同学们参考。
1.努力做到全面发展与培养个性特长相结合
中学生应该德、智、体、美全面发展。就学科学习来说,也要全面发展。语文、英语作为语言文字的基本工具,数学作为运算的基本工具,首先必须学好;物理、化学、生物、计算机,作为现代科技的基础,也要努力学好;政治课的学习,能使我们确立正确的政治方向和科学的世界观、人生观,历史、地理知识以及音乐、美术等艺术科目,对于文化修养和思想境界的提高,以及培养对高雅艺术的欣赏鉴别能力的发展,都是不可缺少的。
作为一个中学生,在全面发展的基础上,也要培养自己的个性特长。培养自己的个性特长,有两方面的含义。一是对自己准备选考的X科目,既要培养对它的兴趣,又要努力把这个X科目学得较好。第二个含义是要有自己特别热爱的领域或技能,如电脑技术、书法、绘画、音乐、体育等,力争达到较高的水平。要摆脱那种千人一面的传统轨道,让自己的个性、创新精神和潜在才华得到发展。你有哪一项特长,你就在那一项活动及其相关的竞赛或考试中一显身手,展示你的才华。
2.学会读书
成功的学问家,都有着迷地读书的特点。“读书破万卷,下笔如有神。”作为中学生,读书,首先要读好课本,然后还要进行广泛的课外阅读。
(1)正确使用课本
课本,是教与学的根据。要学习好各个学科,必须重视并学会阅读课本。有些同学不知道应该怎样使用课本,往往只是在课后从书本中找出解题的公式,把习题做出来,就以为是读了课本了。这种用书的方法,在高中是决不可行的。在不同的学习环节中,都要阅读课本,但有不同的要求。
在上课前,最好先预习课本中将要讲授的内容,这一遍是略读,只要知道将要讲什么就可以了,有不明白之处记下来,课堂上认真听明白它。预习是为了使听课心中有数,提高听课效率。
课后第一件事不是做练习,而是阅读课文。课后复习,是消化阶段,是自己进行深入理解、分析综合的积极思维过程,必须及时地、仔细地、逐字逐句地阅读课本,并在此基础上,动脑动手,积极消化。
最后,在学完每章之后,还应把整章课文再阅读,做一个全章总结,把全章内容整理成有纲有目的系统内容,有系统地掌握它。这是一种知识归纳。
(2)广泛的课外阅读
除了精读课本外,为了开拓自己的视野,培养自学能力,还应进行广泛的课外阅读,特别是科普书籍和报刊。对科普报刊上的文章,除了自己特别有兴趣的可以精读外,一般只要泛读就可以了。在泛读中可能遇到一些自己读不懂或读得不太懂的问题,这不要紧,从阅读中知道有这么一回事,也是有益处的,这种阅读的主要意义在于扩大你的知识面,活跃你的思维。
3.认真做好实验
实验是物理、化学、生物等学科的基础和最重要的研究方法。在学习物理、化学、生物等学科时,实验可以帮助我们理解和巩固有关知识。因此,必须学会实验。在高中,我们怎样会科学实验呢?
(1)要认真学好历史上的著名实验。学习这些历史上著名实验的实验方法、实验原理和实验装置,可以启发我们自己的思路,使我们在自己进行实验时可以进行借鉴,吸取其精华,并认识到对现象的认真观察和科学归纳的重要性。
(2)正确观察演示实验。课堂上的演示实验,是教师进行操作,引导我们正确观察、从实验中分析总结得出规律的实验。这时我们虽然没有机会动手,但在实验的过程中,可以充分地看和听,还可以充分地思考。观察演示实验。首先要认真听清老师关于为什么要做这个实验和怎样安排实验的讲解,明确实验目的,知道要考虑哪些因素,排除什么干扰,用什么仪器,它们的作用如何等等。在演示的过程中,要看清每个步骤的目的、操作过程、现象变化过程、怎样做可以获得成功、怎样将导致失败等等。总之,看演示实验,要认真观察和思考,把注意力放在观察和思考实验目的、原理、装置、实验操作步骤和变化过程上,而不能单看实验结果,更不能只觉得好看、好玩就心满意足了。
(3)认真动手做好实验。教学中安排的学生实验,是极为宝贵的学习机会。百闻不如一见,更不如一做,要真正掌握实验技能,必须通过自己的实践。怎样动手做好实验呢?那就要做到“六要六不要”:
一要预习,明确实验目的、原理、步骤,做到胸有全局。不要心中无数,实验中手忙脚乱,实验后对实验结果茫茫然。
二要理解仪器性能及使用注意事项,爱护仪器。不要随意玩弄,任意乱用。
三要仔细观察实验现象及变化过程细节,透过现象看本质。不要粗心大意看热闹。
四要操作规范,养成良好的实验素养,这是获得准确的实验结果和取得实验成功的保证。不要随心所欲、胡乱操作甚至损坏仪器。
五要既动手又动脑,不但在操作上下功夫,而且积极动脑深入思考为什么要这样做,不要光做不思考。
六要认真处理实验数据,分析实验结果,找出产生误差的原因,填好实验报告。不要潦草马虎,为了得到满意结果而拼凑数据。
4.养成做练习的良好习惯和规范
做练习是高中学习中的重要环节,历来为同学们所重视,它对透彻理解和巩固所学知识,培养应用知识解决实际问题的能力,都起很大的作用。要做好练习,必须有良好的习惯。如果只追求解题的答案和数量,陷入题海中,必然收效甚微。
理解掌握基础知识,是正确完成练习的前提条件。基本概念、规律是解题的依据。不会解题或解题错误,常常是因为基本概念和规律没有理解好的缘故。
做练习的正确方法和良好习惯应是怎样的呢?
首先要认真审阅题目。例如在解物理题时,首先应认真分析研究对象和物理过程。要仔细阅读题目中每一句,每一个概念,每一个数字,每一个单位,使自己清楚题意。然后确定研究对象是哪个物体或哪个系统,这些对象经历什么过程,从而确定解题的目标和依据。
画草图是帮助我们分析题目,使题目形象化、具体化的途径。
要把已知条件和未知量一一列出。练习题中的已知条件,有的是直接给出为已知数,有的不是直接给出,而是间接给出,隐含在一些给出的数值或信息中,要通过分析,根据一些相互关系,才能求出来。
根据题意分析,找出各物理量之间的变化关系、确定解题的物理公式。要特别注意某些习题中的近似条件或发生转折的临界状态。还要注意许多物理习题,由于思考的角度和思路不同,选择的研究对象不同,运用的物理公式和数学方法不同,可有几种不同的解法。做习题时,进行一题多解的练习是很有必要的。通过对各种解法加以分析比较,不但能使知识融会贯通,而且能学会选择最简捷、最巧妙的解法。
在运算中,必须统一单位制。
解物理习题,不能一解出结果就认为达到目的了,还要研究这些结果是否合理,是否已经齐全,是否有取值范围,等等。必须确认答案已经全面合理,正确无误,解题才算结束。
做练习时,要注意培养认真严谨的学风,做到表达规范。
练习、测验经老师批改发回后,不能只看分数,要认真研究老师批改中指出的问题,检查发现自己在理解和运用知识方面的漏洞和错误,及时补上和改正。应建立一个错题记录,仔细分析原因,找出相应的薄弱知识点加以强化,这样才有可能避免犯同样的错误。
5.掌握记忆的方法
学习中,有大量的知识都要求我们记忆,以便随时可以拿出来加以应用。怎样才能迅速、完整、准确地记住它们呢?
理解是记忆的基础。进入了高中阶段,更要强调在加深理解的基础上进行记忆,在理解和记忆的结合上有更高的要求。
理科的概念和规律有些似乎简单,有些则很抽象、复杂,不论如何,在学习时都应加以分析,弄清来龙去脉,突出要素,抓住关键,这样就能加深印象,可以在达到理解的同时记忆下来,并在分析和解决问题时能灵活运用了。(突出重点记忆法)
在研究某些问题时,许多概念、规律往往成组出现。在学习时除了弄清它们的来龙去脉,还应纵横比较,弄清如何得来,如何应用,如何从一些公式推出另一些公式,还应将它们与有关的相类似的公式从形式上、内容上、特征上加以比较鉴别。可以进行列表类比、知识归类,掌握知识的内在联系和相互区别。这样,对较为复杂的内容,也能理出体系和线索,并能清晰地记忆和运用它们。(对比联系归类记忆法)
反复自我捡查,反复应用,是巩固记忆的必要步骤。每节课后的复习、单元复习、解题应用、实验操作、学期学年复习,都应有计划做好安排,才能不断巩固自己的记忆。
四.把学知识和学方法结合起来,发展能力
学习中,不但要掌握各科的基础知识,而且要与学习一些科学的研究方法结合起来,培养有效地从事学习、工作和探索未知事物的能力。有了这些能力,就可以学得快而好,长大后就有更强的独立工作能力和发明创造能力。
在解题时,不能只会解就算了,而是要提高到掌握解题的基本方法的高度。
在高中阶段,要培养的能力是多方面的,下面主要谈谈观察能力、思维能力、实践动手能力,以及创新精神和创造能力的培养问题。
观察能力 一个有较强的观察能力的学生,在观察实验时和自己做实验时,就能抓住过程和现象的特征,能够敏锐地发现一些原来设想不到的或有细微差别的现象,也能从周围的日常生活中获得很多的知识。怎样培养自己的观察能力呢?
观察时必须目的明确、专心致志,抓住观察现象的特征。对实验的每一步骤,都要明确主要是探索或验证什么,把观察的注意力集中到这点上。观察还必须精细,留心有什么新的现象发生,而不是浮光掠影、视而不见。
我们还要敏于观察,对一些现象还要反复观察。在观察过程中积极思考,在实践中就能不断提高自己的观察能力。
思维能力 思维能力是各种能力的核心。思维包括分析、综合、概括、抽象、推理、想象等过程。应通过概念的形成、规律的得出、模型的建立、知识的应用等培养思维能力。因此,在学习过程中,不但要学到知识,还要学到科学的思维方法,发展思维能力。
要提高思维能力,就要经常用比较法进行学习。首先,在学习每一个新概念时,不但听老师讲解,还要自己进行比较,找出相似的例子,加深认识。第二,学到意义相近的概念、规律时加以比较,从多角度、多方面分析其区别与联系。经常用比较法进行学习,可以学会全面分析问题,从多种事物发现它们的联系、区别和各自特征,使思维的广阔性和深刻性得到提高。
实践动手能力 学习中既要善于动脑,也要善于动手。实际操作能力主要指能够做出东西来,并且养成一系列有关智力的意志品质(如事前设计好操作步骤、能正确使用仪器和工具、注意准确和精密、及早纠正偏差或迅速改用更合理的方案等)。课堂上做好分组实验和随堂小实验,在课外积极参加各种创意实验设计和科技发明创造活动,都能使自己的实践动手能力得到很好的提高。在课堂、课外的实验和各项设计、制作活动中,都要努力和现代信息技术的应用结合起来,培养收集、处理和利用信息的能力。
创新精神和创造能力 培养自己的创造才能,首先要学会发现问题,敢于提出问题。爱因斯坦说过:“发现问题往往比解决问题更重要。”要敢于对已有的结论提出疑问,敢于抒发自己的不同意见,敢于通过自己的探索去“发现”知识。要通过课内老师指引下的研究性学习,以及课外自订题目、独立进行的研究性的探索,体验知识的发现过程,学会学习,学会思考,学会求异,学会创新。要知道,科学的发展离不开创造,要想将来在科学上有所建树,是离不开创造性思维的。今天具有创新性的学习精神,他日就能在国家的社会主义建设中,抢占科技发展高级领域中的“制高点”,进而控制一大片的开阔地带,成为攀登科技高峰的优秀人才。
数值方法
求解土壤水分、溶质运移的数学方法常见的有解析法和数值法,然而只有在极理想的条件下,如室内模拟实验才有解析解,大量采用的是数值方法。数值法又分为一般的有限差分法和有限元法。由于有限差分的原理及方法相对简单,只要选取合适的差分格式,便可求得稳定解。因此,土壤水分、 和 运移转化偏微分方程均采用有限差分法离散、求解,但差分格式有所不同。一、土壤水分基本方程的差分格式对其采用隐式差分格式,差分方程为:区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用二、 、 基本方程的差分格式对其采用中心差分格式,并且对 采用二阶差分近似, Dsh(θ,q) 为一般中心差分格式, 用泰勒展开式。在不考虑吸附、源汇项时, , 的差分方程为:区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用其中:区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用考虑吸附项和源汇项时,对 :区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用其余系数与前述相同。对 :区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用其余系数也与前述相同。三、线性化方法由于水分差分方程中Dw(θ)、K(θ)为变量θ的函数,因此,水分差分方程组是一非线性方程组,求解之前需将其线性化,线性化方法采用显式线性化(张瑜芳等,1997),即:区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用结点之间的取值采用算术平均值,如:区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用在上述数学处理的基础上对前述水分、 、 差分方程分别采用追赶法可求出k+1时刻任一剖面上的含水率 、 浓度 、 浓度 。在此基础之上可计算在不同的施肥灌溉条件下 向下运移速度、进入地下水的通量和到达地下水的时间,以及为防止地下水污染,设计最佳水肥管理措施等。
数值计算方法介绍 数值计算方法是怎样的
1、数值计算(numerical analysis),为数学的一个分支,是研究分析用计算机求解数学计算问题的数值计算方法及其理论的学科。它以数字计算机求解数学问题的理论和方法为研究对象,为计算数学的主体部分。
2、数值计算的目的是设计及分析一些计算的方式,可针对一些问题得到近似但够精确的结果。
3、在数值计算中用到迭代法的情形会比直接法要多。例如像牛顿法、二分法、雅可比法、广义最小残量方法(GMRES)及共轭梯度法等等。在计算矩阵代数中,大型的问题一般会需要用迭代法来求解。