混凝 土温度场反 分析典型算法对 比研 究
徐 瑶 ，刘 融融 ，胡 勇
(1．水利部太湖流域管理局 苏州管理局，江苏 苏州 215011；2．江苏省水文水资源勘测局 盐城分局 ，
江苏 盐城 224003；3．浙江省水利水电勘测设计院，浙江 杭州 310002)
摘 要 ：本文引入模拟退火法，遗传算 法和微 粒群算 法等三 种常见的反分析 算法，结合 混凝土三
维不稳定温度场的仿 真计算理论 ，编制 了相应的 Fortran程序 ，并通过 实例 对这三种算法的可靠性
和计算精度及 效率进行 了验证和对 比。结果表 明 ，微 粒群 算法反演效果 最佳 ，模拟退 火法反演精
度 最低 。
关键词 ：反分析 ；混凝土；热力学参数 ；微粒群算法 ；遗传算法；模拟退火法
中图分类号 ：TV315 文献标识码 ：A 文章 编号 ：1000—0860(2014)02—0o64—04
Comparative study on typical algorithm s of inverse-analysis of concrete tem perature field
XU Yao ， LIU Rongrong ， HU Yong
(1．Suzhou Administrative Bureau，Taihu Basin Authority of Ministry of Water Resources，Suzhou 215011，Jiangsu，China；
2．Yancheng Branch of Jiangsu Province Hydrology and Water Resources Investigation Bureau，Yancheng 224003，Jiangsu，China；
3．Zhejiang Design Institute of Water Resources and Hydroelectric Power，Hangzhou 310002，Zhejiang，China)
Abstract： By introducing three conventional inverse—analysis algorithms， i．e． simulated annealing method， genetic algorithm ，
particle swarm optimization， into the study，the corresponding Fortran program is worked out in combination with the theory of
simulation calculation on 3一D unstable temperature field， and then the reliabilities， calculation accuracies and efficiencies of
the three algorithms are demonstrated and compared through the actual engineering case concerned． The results show that the in—
version effect of the particle swarm optimization is the best and the inversion accuracy of the simulated annealing method is the
poorest．
Key words：inverse analysis；concrete；thermodynamics parameters；particle swainl optimization(PSO)；genetic algorithms
(GA)；simulated annealing algorithm(SA)
丹麦著名物理学家 Lorenz于 1910年首先提 出了
反问题这个概念，19世纪 80年代冯康先生将其引入
我 国。反 问 题 是 相 对 于 正 问题 来 说 的… ： 自然 界 的
事物或现象之 间往往存在着一定 的顺序 ，如 空间顺
序 、时间顺序 、因果循环顺序等等 。按着事物发展 的
自然顺序来研究其演化过程或分布形态属于正问题 的
研究范畴，它是一个 由因推果的过程。而反问题则是
根据事物的演化结果 由可观测到的现象 、可以得到的
数据来探求事物的内部规律或所受的外部影响 ，从表
到里 ，由果索因 。
一 般来说 ，水利、土木工程界所指的正问题是指
由已知结构的初始条件 、边界条件和其所采用的材料
的物理力学参数去求解结构的位移 、温度 、应力分布
及其变形规律等。而反问题则是指 由已经观测得到的
温度 、应力 、位移等物理量去推求结构的初始条件 、
边界条件及其材料 的有关力学参数 。如水工混凝
土结构 中对实测温度值的反分析 ，目前 已经有较多的
研究成果 ，且在许多 的水利项 目中得 到 了良好 的应
用 一 。
本文就 目前几种常见的反分析算法进行 比较，并
通过实例进行验证 。

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