随机桥梁地震可靠度分析的改进最大熵方法

为了对复杂非线性桥梁结构进行随机地震作用下的动力可靠度分析,基于最大熵原理,构建了一种高效的桥梁非线性地震可靠度分析方法。首先阐述了桥梁结构地震可靠度分析与极值分布估计的关系,将桥梁结构的地震可靠度分析转化为对应的极值分布估计;然后建立了复杂桥梁结构非线性地震响应极值分布估计的最大熵方法,针对现有的最大熵分布求解过程受初值影响较大、不容易收敛等问题,提出一种基于似然函数的最大熵分布求解方法,从而实现了桥梁结构地震响应极值分布和地震可靠度的高效求解;最后以一座典型的高墩大跨连续刚构桥为例,通过蒙特卡洛模拟验证所提方法的精度和效率,并将结果与核密度估计和对数正态分布拟合的计算结果进行对比分析。结果表明:基于似然函数的最大熵分布求解方法不仅能够获得全局最优解,而且求解过程不受初值的影响、具有较好的数值稳定性,所提方法能够对随机地震作用下桥梁结构地震响应的极值分布和动力可靠度进行精确估计;核密度估计和对数正态分布无法对小失效概率水平下结构地震响应的极值分布进行估计,建议采用最大熵方法对桥梁结构进行地震可靠度分析。     

结构地震反应解析递推格式的Matlab实现

利用Matlab语言的矩阵代数运算、数据图形等方面优势 ,对结构地震反应数值分析的解析递推格式重新进行了编写 ,克服了Fortran等语言矩阵运算能力较差 ,编程复杂的缺点 ,使其除了在已经广泛应用的反应谱计算外 ,还可以直接进行结构的地震反应中 ,充分发挥这种方法精度较高 ,无条件稳定 ,非线性解决好的优点 .     

基于响应面法的复式钢箱提篮拱地震可靠度分析

地震可靠度是桥梁抗震研究中的重要问题.基于随机分析的响应面理论和规范反应谱法,提出了一种分析具有随机结构参数的桥梁地震可靠度的方法,研究了复式钢箱提篮拱桥在地震激励下,结构设计基准期内的可靠度.分析时考虑了结构参数和场地土的随机性,分别计算了钢箱提篮拱桥主、副拱肋在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的失效概率,得到了主、副拱肋在设计基准期内,按规范"三水准设防标准"条件下的地震可靠度.计算结果表明,该桥设计满足抗震规范要求.     

基于均匀设计响应面法的钢框架结构抗震可靠度分析

针对地震作用及结构性能的随机性,通过分析抗震可靠度研究结构的抗震性能,将均匀设计与响应面法相结合,提出了结构可靠度的数值模拟新方法,包括基于均匀设计的响应面法、均匀设计响应面与蒙特卡罗抽样相结合的混合模拟法.结合钢框架结构的抗震可靠度问题,基于ANSYS实现了上述新方法,并与经典的可靠度数值模拟方法进行对比分析.分析结...     

基于两参数损伤模型下剪切型结构抗震可靠性分析

利用两参数损伤模型研究了结构抗震可靠性，通过统计地震损伤模型中反应量得到地震烈度概率分布、结构最大延性系数μm及极限延性系数μu的概率分布，建立结构抗震可靠性概率公式，在结构可靠度计算中用Monte-Carlo方法模拟计算指定损伤范围内结构可靠度，并给出了实例计算结果．     

基于递推随机有限元法的结构可靠度指标计算

将递推随机有限元法与验算点法结合,提出了一种基于递推随机有限元法（RSFEM）的随机结构可靠度指标计算方法。数值结果表明,与基于Taylor展开的二阶摄动随机有限元方法比较,新的数值方法能够对随机结构的可靠度指标进行更好的逼近,其结果与MC模拟结果也非常吻合,论证了基于RSFEM的随机结构可靠度指标计算方法的合理性和有效性。     

一种大型复杂建筑结构抗震可靠性分析方法

计算复杂结构的抗震可靠度需要进行大量仿真分析因而计算成本较高,使用代理模型拟合功能函数可以提高计算效率,但如何在提高工程结构可靠性分析效率的同时保证计算精度是一个值得研究的问题。提出一种基于Kriging模型的可靠性分析方法,其以较少次功能函数的计算建立Kriging代理模型,通过加点采样来提高功能函数代理模型的精度,结合Monte Carlo模拟得到失效概率的近似值。分析了2个数值算例,结果表明该方法是高效的和准确的。将其应用于巨-子型有控结构的抗震可靠度计算中,其中考虑了结构和地震作用的随机性,分析结果表明该方法是一种适用于复杂建筑结构可靠性分析的有效方法。     

基于波动方程正演的礁体内部结构精细解释

针对生物礁储层内部弱地震响应特征的地震解释,提出了一种利用波动方程正演优选地震属性达到对礁体内部复杂结构精细刻画的解释技术.该技术以频率-波数域数值模拟方法为手段,充分考虑地震解释多解性中多个解所对应的地质模型并对其进行数值模拟,对模拟出来的正演结果进行波场特征和反射机制分析,指导地震属性方法的选择,从而确定多解性中的唯一解,最终得到地质体的精细解释.     

地震作用下可液化土的数值模拟与试验验证

将有限差分法程序用于可液化土的地震响应分析,采用动力和流体的流固耦合理论分析了振动过程中土体孔隙水压力的产生、扩散与消散,并对液化场地桩-土-结构相互作用体系振动台试验进行了三维数值模拟;通过与振动台试验数据的对比分析,验证了计算模型的可靠性和合理性。结果表明：采用的方法能较好地模拟可液化土的动力特性,所得结论为液化场地土-结构相互作用体系动力分析提供了参考。     

罕遇地震下渡槽槽架结构弹塑性侧移的可靠度分析

基于变形破坏准则和规范推荐的弹塑性层间位移的简化计算方法,以层间位移为控制指标,提出了渡槽结构"大震不倒"的可靠度分析模型;基于现行相关规范的规定,提出了渡槽槽架结构层间位移的控制限值;根据各随机变量的统计特征,采用Monte-Carlo模拟与有限元相结合的方法对渡槽槽架结构弹塑性位移控制的可靠度进行了研究,结合实例,分析了层间位移可靠指标与层屈服强度系数ξy之间的关系,并为渡槽结构在地震作用下的可靠度分析和设计提供了一种新方法.     

钢筋锈蚀率概率分布的动态演进模拟

为获得钢筋混凝土（RC）材料性能在氯离子侵蚀作用下的衰退规律,研究了RC构件中钢筋锈蚀率（SCR）的概率密度函数(PDF)随时间演进的过程.引入路径概率模型（PPM）分析了给定服役时间下SCR的PDF,把钢筋锈蚀过程按照初锈阶段和锈蚀扩展阶段划分为一系列路径,计算每一条路径下SCR的无条件概率分布,并用概率求和方法获得所有路径下SCR的无条件概率分布,在PPM的基础上,考虑不同的服役时间,用Monte Carlo方法模拟SCR的PDF动态演进过程;结合具体算例进行了模拟分析,给出了SCR的PDF随服役时间的演进结果;分析了上述模拟过程的有效性和参数敏感性.结果表明,PPM可以较为准确地估计出SCR的概率分布参数,SCR的概率分布的分布参数、分布形式随服役时间不同而变化,因此,在设计中,预先给定一种SCR概率分布的形式可能导致显著的偏差.     

反向蒙特卡罗法模拟参与性介质中热辐射传递

为解决传统蒙特卡罗法结果收敛时间长的问题,当仅需要了解某个指定位置和方向的信息时,提出了反向蒙特卡罗法替代方法．该反向运算法则与传统的蒙特卡罗法类似,除了能束射线反向跟踪外．能束的传播是从探测位置到参与性介质中,而不是从像传统的蒙特卡罗法从源到探测位置处．利用反向蒙特卡罗法模拟计算一维和二维的热辐射传递问题,并且与相关文献进行比较,结果吻合较好．     

蒙特卡罗法对射流泵模型内部流场的数值模拟

阐述了蒙特卡罗法的主要思想和原理,说明了用蒙特卡罗法求解二维对流扩散方程过程以及在计算机上的实现.最后,对射流泵模型用蒙特卡罗法进行内部流场数值模拟,模拟结果符合实际,为以后研究射流泵内部流场增加了一个全新的方法.     

蒙特卡洛法结构可靠性分析

在概率分析基础上提出结构可靠性的新概念、新原理、新方法与衡量标准,综合考虑结构物中多种不确定因素,从而对结构物的安全性进行评价。蒙特卡洛法结构可靠性分析是通过随机模拟和统计试验来求解结构可靠性的近似数值方法。首先介绍如何利用蒙特卡洛法对所取的荷载和材料参数进行模拟,产生其各自的随机数,然后用蒙特卡洛法计算结构的失效概率。该方法回避结构可靠性分析中的数学问题,具有直接解决困难的能力。     

用GDQ方法模拟微尺度库埃特流动研究

探讨了一种在MEMS中常见的流动系统,对N-S方程加以改进,建立相应的理论模型.采用广义微分积分方法(GDQ)进行流场数值模拟,并用蒙特卡洛直接模拟方法(DSMC)来加以验证.结果表明:新建理论模型的模拟结果与D6MC模拟结果基本吻合.该理论模型可以模拟滑移区和过渡流动区的气体流动;GDQ方法程序简单,计算成本低.     

电法测井反问题求解的Monte Carlo方法

基于优化理论中的Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法，给出了求解电法测井中的一类反问题的分阶段Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ优化算法，并进行了实际计算，数值结果表明，这一方法是可行的。     

一种基于可靠度分析的砂土液化判别方法

借鉴结构工程可靠性分析方法,提出了一种建立于标准贯入击数极限状态方程的地震液化可靠度评估方法,并用MATLAB7．0编制了相应的地震液化概率判别程序．用该可靠性分析方法对1976年唐山地震资料进行液化概率分析,通过与实测值和规范法计算结果对比,验证了该方法的可行性和一些优点．     

随机参数链式机械系统动力特性分析

对求解结构固有频率的传递矩阵进行扩阶,推导了链式机械系统振动分析的扩阶传递矩阵算式．利用扩阶的传递矩阵和系统的边界条件建立了求解系统固有频率的高次代数方程,并应用数值方法求解．建立了随机性结构参数的链式机械系统动力特性分析模型,利用Monte Carlo数值模拟方法获得系统的特征值随机变量的数字特征．两个算例验证了这种模型的合理性和求解方法的正确性,计算出随机参数机械系统固有频的率均值和方差,分析了结构参数的随机性对系统动力特性的影响．