本文關鍵詞：基于Copula函數(shù)的防波堤可靠度計算，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：防波堤在港口中起著防浪、防沙等作用,一旦破壞會對人身安全、財產(chǎn)造成嚴重的損害。直立式防波堤在使用期間可能會發(fā)生滑動失效及傾覆失效等狀況。設計時通常用一次二階矩法、蒙特卡羅法等近似概率法計算其可靠性以保證在設計期能夠正常使用,但這些方法計算精度低于全概率法計算的精度。隨著計算機技術的發(fā)展,全概率法中的積分計算能夠得以實現(xiàn),此方法應用的難點在于變量聯(lián)合概率密度函數(shù)的構造。Copula函數(shù)是一種構造變量聯(lián)合分布的連接函數(shù),可用于二維及多維分布的構造。其最大的優(yōu)點是變量的邊緣分布類型沒有特殊要求,海洋工程中常見的分布如正態(tài)、對數(shù)正態(tài)、Gumbel分布都可用于邊緣分布的描述。Archimedean Copula是Copula的一種,對稱型Archimedean Copula由于其結構簡單,參數(shù)少等優(yōu)點在金融、水文等領域得到了廣泛的應用,主要用于二維分布,非對稱型Archimedean Copula函數(shù)則在三維及四維分布的構造中更加具有優(yōu)勢。直立堤可靠性計算中,荷載主要是水平波浪力與波浪浮托力,抗力主要是堤身自重及摩擦力。論文利用對數(shù)正態(tài)分布與Gumbel分布擬合兩種波浪力,經(jīng)過對擬合優(yōu)度的比較,對數(shù)正態(tài)擬合水平波浪力、Gumbel分布擬合浮托力效果最佳。分別利用三種方法構造兩波浪力的二維聯(lián)合密度函數(shù)：①邊緣分布分別取最佳分布,分別用Clayton、Gumbel-Hougaard、Frank三種Archimedean Copula函數(shù)構造兩波浪力的二維聯(lián)合概率密度函數(shù),并比較三種Copula函數(shù)的擬合優(yōu)度：②邊緣分布均取Gumbel分布,用二維邏輯Gumbel分布構造聯(lián)合概率密度函數(shù)；③邊緣分布均取對數(shù)正態(tài)分布,用二維對數(shù)正態(tài)分布構造聯(lián)合概率密度函數(shù)。利用三種方法計算直立堤失效概率：①將自重及摩擦系數(shù)視為定值,對兩波浪力進行二維積分計算直立堤失效概率;②以正態(tài)分布表示沉箱自重及摩擦系數(shù),利用完全嵌套型Archimedean Copula函數(shù)構造四維概率密度函數(shù),四維積分求直立堤失效概率；③將二維邏輯Gumbel或二維對數(shù)正態(tài)的概率密度直接與自重、摩擦系數(shù)的密度函數(shù)相乘構造四維概率密度函數(shù),進行四維積分計算失效概率。本文以秦皇島某燃料基地的直立堤為實例,利用Copula函數(shù)構造二維及多維分布,利用直接積分法計算直立堤的失效概率,并以常用的二維Gumbel分布、(?)對數(shù)正態(tài)分布計算進行對比,同時與JC法計算結果對比。計算結果表明,直接積分法計算結果與JC法相近,且小于JC法計算結果,而利用Copula函數(shù)計算的失效概率相比于其他方法更小。
【關鍵詞】：直立式防波堤 可靠度 Copula函數(shù) 直接積分法 波浪力
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U656.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• abstract7-11
• 1 緒論11-16
• 1.1 引言11
• 1.2 防波堤可靠性發(fā)展歷程11-14
• 1.3 Copula函數(shù)的應用及發(fā)展14-15
• 1.4 本文的主要內容15-16
• 2 防波堤可靠性介紹16-35
• 2.1 結構極限狀態(tài)16-17
• 2.2 可靠度基本概念17-19
• 2.3 可靠度計算基本方法19-34
• 2.3.1 一次二階矩法19-27
• 2.3.2 蒙特卡羅法27-34
• 2.4 小結34-35
• 3 波浪力35-49
• 3.1 波浪力計算方法35-47
• 3.1.1 淺水立波法36-40
• 3.1.2 森弗羅公式40-42
• 3.1.3 歐拉坐標一次近似法42-43
• 3.1.4 遠破波43-45
• 3.1.5 近破波45-47
• 3.2 波浪力概率分布47-48
• 3.3 小結48-49
• 4 copula函數(shù)49-64
• 4.1 Copula函數(shù)基本概念及性質49-50
• 4.2 對稱Archimedean Copula50-55
• 4.2.1 基本公式50-52
• 4.2.2 參數(shù)估算52-53
• 4.2.3 擬合優(yōu)度檢驗53-55
• 4.3 非對稱Archimedean Copula函數(shù)55-56
• 4.4 Plackett Copula函數(shù)56-63
• 4.4.1 二維Plackett Copula函數(shù)56-58
• 4.4.2 三維Plackett Copula函數(shù)58-63
• 4.5 小結63-64
• 5 Copula函數(shù)在防波堤可靠度中應用64-73
• 5.1 直立堤可靠度64
• 5.2 實例64-71
• 5.2.1 二維計算69-70
• 5.2.2 四維計算70-71
• 5.3 小結71-73
• 6 結論與展望73-75
• 6.1 結論73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻75-79
• 致謝79-80
• 個人簡歷80
• 發(fā)表的學術論文80

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 余萍,龔金國;描述金融市場相關結構的一種新工具——Copula[J];東莞理工學院學報;2005年05期

2 司繼文,蒙堅玲,龔樸;國內外股票市場相關性的Copula分析[J];華中科技大學學報(自然科學版);2005年01期

3 曾傳華;;兩類新型的Copula及其相關定理[J];重慶文理學院學報(自然科學版);2006年02期

4 郭慧;羅俊鵬;史道濟;;半?yún)?shù)阿基米德Copula的理論應用[J];天津理工大學學報;2007年05期

5 任浩U，

本文編號：328463