近年来我国水污染问题尤为突出，治理任务相当繁重。为了更高效地治理废水污染，人们已逐步将先进的计算机技术和自动化技术应用于污水处理的过程控制中，构建各种高性能废水处理控制系统，以保证处理过程稳定、可靠、安全，提高出水水质，降低能耗、药耗和人工成本，从而实现污水处理的稳定、经济和良性运行。传统控制理论由于无法逼近复杂的非线性关系等自身的缺陷，控制效果也不尽人意，智能控制是控制理论发展的高级阶段，包括神经网络、模糊控制、专家控制等，可以根据废水水质参数的时变性，准确控制废水处理过程中的各项工艺参数，达到最好的处理效果，是当前污水处理工业控制领域一项备受关注的研究课题。 本研究通过分析废水处理系统的动态特性，运用奇异摄动理论对废水处理机理模型进行时标分解，并探讨了其与神经网络、模糊逻辑、遗传算法、马尔可夫链等多种智能理论的耦合机制，构建起机理与多种智能算法为一体的多元耦合动态模型，实现对废水处理系统的动态模拟。在此基础上，结合嵌入式技术，在matlab/simulink 平台编写模拟程序及搭建起多元耦合模型动态仿真系统，搭建起多元耦合智能优化控制系统，可直观反映污染物随时间和空间的变化历程，得到了调控和优化废水处理系统的策略。本研究为深入理解废水处理系统的动态行为和规律、优化废水处理系统设计和运行方案等提供理论指导和技术支持。

废水处理系统数学模型是提高废水处理系统运行效率和管理水平的重要工具，由于废水处理系统具有高度的多变量、非线性、时变性等特点，所以构建准确而实用的废水处理系统数学模型一直是废水处理控制技术领域的热点与难点。本项目通过分析废水处理系统的动态特性，运用奇异摄动理论对废水处理机理模型进行时标分解，建立简化机理模型使系统降维，并探讨其与神经网络、模糊逻辑、遗传算法、马尔可夫链等多种智能理论的耦合机制，构建机理与多种智能算法为一体的多元耦合动态模型，实现对废水处理系统的动态模拟，阐明动态变化参数与污染物降解过程的内在关系。在此基础上，结合嵌入式技术，在matlab/simulink平台编写模拟程序及搭建多元耦合模型动态仿真系统，以直观反映污染物随时间和空间的变化历程，优化和调控废水处理系统。本研究为深入理解废水处理系统的动态行为和规律、优化废水处理系统设计和运行方案等提供理论指导和技术支持。

高混凝土坝等水工混凝土结构在浇筑成形过程中普遍存在的微细裂纹和缺陷常可引起新裂纹甚至宏观裂缝。针对高混凝土坝的结构特点，利用地下水温度环境耦合模拟试验系统建立渗流-应力-温度等多场耦合的试验模型，进行多场耦合条件下水工混凝土结构裂缝萌生、发展的室内模拟试验，研究并揭示水力劈裂的机理。结合断裂力学、损伤力学理论和双K断裂模型，采用无单元法与有限元法耦合分析技术，分析研究水工混凝土结构在渗流和温度作用下裂缝从萌生、发展到失稳的过程，揭示裂缝扩展的变化规律以及水力劈裂的形成和扩展机理，建立温度-渗流-应力耦合条件下水工混凝土结构水力劈裂的数值分析模型，以预测裂纹的萌生位置和扩展长度，实现水工混凝土结构水力劈裂全过程的仿真模拟。高混凝土坝易出现裂缝并进一步扩展危及结构安全，尤其是坝踵等部位，故该成果可广泛应用于水工混凝土结构的计算分析和安全评价，不仅具有理论意义，而且具有重要的应用价值。

出版前言

译序

序(英)

前言

第一部分 理论和方法

第1章 引言：空间显式的景观模拟模型

1.1 为什么需要空间显式的景观模拟模型

1.2 空间显式的景观模拟模型的基本概念

1.3 水平通量

1.4 尺度转换

1.5 加总误差

1.6 等级

1.7 分形和混沌

1.8 分辨率和可预测性

1.9 复杂性

1.10 本书概况

1.1l 未来的前景和挑战

参考文献

第2章 使用SME进行空间模拟

2.1 引言

2.2 在SME中开发模型

2.3 一个应用案例

2.4 结论

参考文献

第3章 模块化生态系统建模

3.1 引言

3.2 通常的协定

3.3 自然模块

3.4 水文模块

3.5 营养模块

3.6 植物

3.7 残余物

3.8 校准和测试运行

3.9 一结论

参考文献

第4章 大型空间模型的校准：一个多阶段、多目标的最优化技术

4.1 引言

4.2 模型校准过程的重新评价

4.3 目标函数和模型的估计技术

4.4 模型性能指数(MPI)的形式

4.5 应用实例

4.6 空间校准

4.7 结论

参考文献

第二部分 案例研究

第5章 密西西比三角洲栖息地的变化：未来的情景和可供选择的办法

5.1 引言

5.2 研究区域

5.3 模型结构

5.4 模型校准和验证

5.5 未来情景

5.6 讨论

5.7 结论

参考文献

第6章 Everglades景观模型的开发和应用

6.1 引言

6.2 模型开发

6.3 模型校准

6.4 模型应用

6.5 讨论

参考文献

第7章 新罕布什尔州大海湾鳗草分布的空间模拟

7.1 引言

7.2 位置描述

7.3 模型概述

7.4 结果

7.5 讨论

7.6 结论

参考文献

第8章 Patuxent景观模型：一个流域的集成模型

8.1 引言

8.2 模型结构

8.3 地理和时问序列数据

8.4 局地动态

8.5 空间应用

8.6 经济土地利用转化模型

8.7 校准与测试

8.8 情景

8.9 结论

参考文献

第9章 Fort Hood鸟类模拟模型一V：两个濒危物种种群生存能力的空间显式模型

9.1 引言

9.2 生态和管理背景

9.3 建模环境

9.4 模型概述

9.5 鸟类子模型

9.6 栖息地子模型

9.7 应用

参考文献

第10章 土地利用变化及其对加利福尼亚州MojaVe沙漠龟种群影响的模拟

10.1 引言

10.2 研究区域

10.3 方法

10.4 模型描述

10.5 结果和讨论

10.6 结论

参考文献

第11章 传染病空间传播的动态模型：以伊利诺斯州的狐狸狂犬病为例

11.1 引言

11.2 空间建模环境

11.3 协作性空间建模的应用

11.4 结果

11.5 模型结论

11.6 建模环境讨论

参考文献

第12章 景观最优化：空间生态系统模型的应用

12.1 引言

12.2 Hunting Creek模型

12.3 最优化

12.4 空间最优化

12.5 方法

12.6 结果

12.7 讨论

参考文献 2100433B

建筑节能和改善室内空气品质是建筑可持续发展的两大主题。自然通风与建筑蓄热的耦合模拟研究，不仅是我国建筑可持续发展以及室内热舒适性评价中迫切需要解决的重要问题，也是国际上对流导热耦合研究领域的热点与难点。本项目以理论分析和数值模拟为主要手段，以自然通风与建筑蓄热的一体化研究为主题，致力于建立自然通风与建筑蓄热耦合分析的合理模型和求解算法，探索和揭示自然通风与建筑蓄热的耦合传热机理和室内温度的响应规律。 通过研究，发展了三维自然风场及室内流场耦合的大规模精细化数值模拟技术，建立不同建筑蓄热体非稳态传热的模型和算法，提出了一种基于超声回波法的测量建筑蓄热体内部温度场或建筑墙体表面等效热边界条件的探测方法，开展了自然通风与建筑蓄热一体化研究的建模、求解和分析，系统探讨了近地表自然风的三维动态特性、室内外微环境变化规律及各种因素对室内温度的影响。项目开发表相关学术论文12篇（其中SCI 2篇，EI 5篇），申请国家发明专利8项（6项排名第一，2项排名第二），实用新型专利授权1项（排名第一），培养风能与风工程专业硕士一名。相关成果作为“相变储能技术研究及其在建筑节能与飞行器热安全领域的应用”项目的一部分，获得2015年四川省科技进步一等奖1项（排名第六）。 研究结果可以为室内热舒适性评价、自然通风及建筑蓄热技术的应用以及推广被动式建筑等提供一定理论基础和依据。