基于高阶矩的非高斯风压极值计算

基于采样时长较长的风洞试验数据,在Hermite多项式的基础上提出了计算风压极值的简化公式。采用Winterstein提出的近似解析式计算Hermite多项式的相关参数,根据风洞试验数据拟合得到了简化公式中的未知系数。将数据的极大值和极小值作为参考值,对拟合后的简化公式精度进行了评估。在极大值评估中,对比了简化公式与现有Hermite计算式的精度,其中后者的参数采用Yang等提出的近似解析式计算。研究结果表明,在不同采样频率、时距及风洞试验数据下,简化公式估计极大值精度较高,估计极小值则存在较大相对误差,但由于极小值数值较小,其实际差异不大。     

考虑风速变异性的风致屋面覆盖物损失评估

屋面覆盖物在大风中容易遭到破坏,而屋面的破坏可能引起雨水渗透而导致房屋内部受到更大的损害。因此文章基于西安大略大学风洞试验数据提出一种在强风作用下屋面覆盖物风致损失的概率评估方法。首先简单介绍了风洞试验及试验数据的基本概况;然后利用Hermite多项式模型拟合每个测点的风压系数的概率密度分布;随后采用转换过程法估计相应的极值风压系数概率分布函数;最后以沥青瓦片为例,计算每块瓦片失效的概率及整个屋面覆盖物的损失率,包括不考虑风速变异性和考虑风速变异性的情况。     

钢筋混凝土圆形截面偏心受压构件承载能力计算方法探讨

主要使用最佳一致逼近多项式对钢筋混凝土圆形截面正截面计算公式进行了近似拟合．使得计算得到简化;并基于近似公式给出了迭代计算时的计算步骤。     

径向基函数随机响应面法

针对随机响应面法对非正态分布响应与标准正态分布输入之间的复杂非线性隐函数拟合不够理想的问题,基于径向基函数在杂散数据拟合方面的优异性能,提出使用径向基函数替换Hermite多项式来解决复杂非线性隐函数拟合问题。以若干个非线性解析函数和钢管混凝土肋拱极限承载力不确定性问题作为算例,验证该方法对非正态分布响应拟合的精确性和对工程问题的适用性。算例结果表明,基于径向基函数随机响应面法对高度非线性的响应与输入隐函数拟合较好;在多参数钢管混凝土拱极限承载力不确定性问题中,精度较高,且比Hermite多项式样本点数量少。     

大跨屋盖结构风洞试验的风压极值研究

大跨屋盖结构广泛被应用,风荷载是该类大跨度屋盖结构设计需考虑的一个重要的荷载。而风荷载通常基于风洞试验获取表面风压时程,进而基于表面风荷载得到极值概率模型。以1:200缩尺比的刚性模型进行多次独立重复采样风洞试验,以获得大量试验数据,用于更好地拟合极值概率分布。得出极小值更符合广义极值分布,而极大值有一部分符合极值Ⅰ型分布。根据得出的极值分布,估计出任意保证率的分位数估计极值,为大跨屋盖极值风荷载设计提供理论参考。     

矩形高层建筑横风向风振响应简化计算

基于风洞试验数据和随机振动理论,本文提出了矩形高层建筑横风向风振响应简化计算公式,这些简化公式的提出将求高层建筑横风向风振响应的复杂积分变为方便的代数运算。本文应用这些简化公式对大量的矩形高层建筑实例进行了计算、分析。将本文提出的简化公式计算结果与积分计算结果比较,相对误差基本上在5%以内,因此本文提出的公式有较高的精度。用本文简化公式计算得到的高层建筑横风向风振响应与日本建筑荷载规范、加拿大国家建筑规范计算得到的横风向风振响应比较,总体上差异较小。由于本文提出的简化公式所依据的风洞试验模型和数据较为精细,因此本文简化公式有相当高的可靠性与合理性。     

随机加权法辅助小样本岩土参数分布拟合

提出小样本条件下基于随机加权法的多项式拟合方法,对岩土参数总体分布密度函数进行推断。应用随机加权法重采样技术对小样本数据信息进行提取,估计总体各阶原点矩。采用勒让德正交多项式拟合推断分布密度函数并采用精度较高的K-S检验法进行检验,确认本方法具有较高的精度。本方法直接根据样本数据进行推断,大大降低了对已有数据及经典分布概型的依赖性,具有明确的数学物理意义,能够满足岩土工程可靠性分析的需要。     

新型柴油机转矩特性曲线拟合方法的研究

工程机械主机制造厂在进行动力系统的匹配计算之前,要对柴油机性能特性曲线进行拟合,建立一个发动机转速和转矩等参数之间的方程式.获得柴油机转矩特性曲线方程式的方法很多,如解析法、经验公式法、插值法、最小二乘拟合法以及Matlab拟合法等等.新型的柴油机,由于在转矩外特性方面较早期柴油机有了显著变化,用传统的经验公式进行拟合已不合适,目前行之有效的方法是采用插值法、最小二乘法编写程序或是利用Marlab软件进行拟合.解析法精度不高,计算复杂已较少采用,插值法和最小二乘拟合法本身都有一定的难度,且需要编写复杂的计算机程序.利用Matlab软件拟合既可避免编写复杂的程序,提高工作效率,又可以获得非常高的精度.试验证明当采用2阶多项式拟合时,偏差较大,用5阶多项式拟合,精度可以满足设计要求.     

不均匀土壤中特高压杆塔接地电阻的简化计算

为了简化计算双层土壤结构中特高压输电线路杆塔接地电阻,提出了将双层土壤结构等效为均匀土壤结构的计算方法。采用CDEGS软件仿真不同反射系数、不同上层土壤的厚度、不同垂直接地体长度的数据计算等值土壤电阻率,通过非线性拟合,得到等值土壤电阻率的计算公式,从而计算特高压杆塔单塔基接地电阻。还通过数据拟合得到利用系数的计算公式,从而计算四塔基的接地电阻。最后对拟合公式计算的接地电阻与CDEGS软件仿真计算的接地电阻进行了比较分析,其结果表明,简化公式有较高的精度,可为工程设计提供参考。     

体育场悬挑屋盖空间风激动力响应和等效风荷载实用计算

本文推导了悬挑屋盖空间动力响应的理论公式,提出了等效静力风荷载实用计算方法。动力响应公式中考虑了空 间脉动风压分布和多个空间振型的贡献,且给出了显式表达式,工程应用方便;等效静力风荷载是基于惯性风荷载方法提 出的。结合等效风荷载的计算,本文利用两座体育场风洞试验的测压数据,拟合了其悬挑屋盖脉动风压谱的经验公式。经 工程算例表明,本文方法对悬挑屋盖的风振计算具有较理想的计算精度。     

Hoek-Brown准则的多项式近似解法

Hoek-Brown岩体破坏准则已在全世界范围内的岩土工程中广泛应用,它综合考虑了岩体结构、岩块强度、应力状态等多方面的影响。基于通用的Hoek-Brown准则,引入Lambe变量和既时摩擦角,将其转化为Mohr-Coulomb破坏准则的形式,得到用Mohr-Coulomb破坏准则形式表示的隐式函数Hoek-Brown准则。为求得隐式函数的近似解,采用三次和四次多项式进行拟合,得到了n为0.5及0.65时的近似解以及Hoek-Brown破坏应力圆的Mohr包络线,并给出了各不同多项式拟合公式的误差分布。经分析对比,考虑到精度和工程的适用性,最终选用四次多项式进行拟合。最后结合一嵌岩桩嵌岩段极限摩阻力工程实例,并给出了该算法求解的具体过程。     

适用于计算机程序计算的湿空气计算方法

本文旨在提出一种适用于计算机程序计算的湿空气状态参数计算方法。本文通过采用最小二乘法对饱和水蒸气压力试验数据进行分段二次多项式拟合,由此得出一个分段计算函数,并提出建立在此分段函数基础上的湿空气状态参数计算方法。通过与已有经验公式及实验数据对比表明此方法具有较高的计算精度。经过实践证明,此方法适用于编写需要进行湿空气计算的相关计算机程序。     

多参数有限节点函数拟合技术

插值及函数拟合技术通过有限样本数据对函数变量之间的关系做出预测,采用该方法能得到结构的计算公式,在以往的计算中样本数据通常采用实验方法获得,由于实验数据准确性不高,拟合曲线本身存在噪音和孤立点,因此传统方法进行函数拟合的结果往往不能满足要求.介绍了采用有限元多参数计算方法,得到初始样本数据.与实验值相比由于计算采用程序控制,有限元计算值一致性好,精度较高,拟合函数具有较高准确度.首先对函数拟合技术进行探讨,对材料力学中常见悬臂梁结构通过多参数有限元计算拟合得到最大变形计算公式,与理论公式相比具有较高的逼近精度.最后通过数控机床横梁工程计算实例对该方法应用进行举例,与有限元计算结果相比,得到的拟合公式具有较高精度,可以作为设计人员在结构设计开始阶段的基本公式使用.     

斜拉桥索塔锚固区塔壁简化计算的等效受力高度取值研究

提出斜拉桥索塔锚固区混凝土塔壁的等效受力高度概念,以确保其平面框架简化模型能够合理反映结构的实际受力状态。在考虑桥塔整体变形和塔壁相互嵌固作用的基础上,通过空间有限元计算和回归分析,采用参数拟合给出了塔壁等效受力高度的简化计算公式。经过有限元计算值和公式值的误差对比分析,表明计算公式在常用参数范围内具有较高的精度。     

考虑二阶振型的矩形高层建筑横风向风振响应简化计算

随着高层建筑高度的增加和自振频率的降低,二阶振型对高层建筑风振响应的贡献增大。通过大量算例分析了二阶振型对高层建筑横风向风振响应的贡献,计算结果表明,二阶振型对超高层建筑横风向动力位移响应的贡献较小,但是对高层建筑横风向加速度响应的贡献不容忽视,在对超高层建筑抗风舒适度评估时,应该考虑二阶振型的贡献。在此基础上,基于风洞试验数据和随机振动理论,建立了考虑二阶振型贡献的矩形高层建筑横风向风振响应简化计算式。将提出的简化式计算结果与积分计算结果比较,其误差在5％以内,证明了该计算式具有较高的精度。     

单排管冻土帷幕平均温度计算方法分析

以基于巴霍尔金温度场理论的冻土帷幕平均温度计算方法为基础,考虑了冻结管间距和冻土半径,得到了平均温度简化公式。同时,用Matlab软件拟合简化公式,得到了简化公式的两个参数。结果表明,采用简化公式计算的平均温度比较接近精确值。     

围护结构非高斯风压极值估计的改进Hermite峰值因子法

为克服传统研究风压极值方法忽略带宽参数影响的不足和改进概率密度函数拟合效果，结合曲面拟合方法获得一种改进Hermite级数，提出了引入带宽参数的改进Hermite峰值因子法。采用改进Hermite峰值因子法和以往常用方法对开孔屋盖风压的峰值因子进行研究。结果表明：基于高斯分布的Davenport的峰值因子明显偏离非高斯峰值因子；忽略带宽参数的传统Hermite峰值因子法高估了风压的正负峰值因子；改进Hermite峰值因子法相应于传统Hermite方法和修正Hermite方法和Sadek-Simiu方法，估计的开孔屋盖风压的峰值因子最为安全准确，与观测峰值因子总体上最为接近。     

利用大口径井抽水初期试验数据确定含水层参数

在满足Theis假设的前提下,Theis公式是非稳定流抽水试验确定含水层参数的基本公式。而大口径开采井抽水初期的降深曲线是偏离Theis标准曲线的,此时要利用大口径井抽水初期试验数据求解含水层参数,可以采用Papadopulos-Cooper公式。针对Papadopulos-Cooper配线法求解过程中存在的主观性强、随意性大等弊端,一种基于Papadopulos-Cooper解析解的迭代近似解法被用于大口径井抽水试验计算。实例计算结果表明,该方法具有较高的求解精度,且解法实现简单,并在一定程度上解决了配线法求解含水层参数时的多解现象。     

数字化曲线的最佳拟合

本文针对数字化地图的曲线拟合精度进行了研究 ,提出了评定拟合质量的标准和计算方法。主要内容包括综合考虑拟合的模型误差和偶然误差的联合影响 ,论证了拟合方程优选的标准 ,给出了选模的实用方法 ,导出了模型误差的区间估计式以及拟合结果的不确定度公式 ,最后进行了实例验证。     

基于小波与谱分析的大坝变形预报模型

传统大坝变形回归分析模型不具备降噪功能,同时人为拟定环境量周期项,存在一定的不足,对此,引入小波与谱分析方法,提出了基于小波与谱分析的大坝变形预报模型,以提高预报精度。首先对实测的位移数据进行分段三次Hermite插值,获取均匀采样数据;然后对采样数据进行小波分解,做降噪处理;最后通过谱分析,根据功率谱图,确定位移量的主要周期项,结合传统回归方法构建合理的拟合模型,实现大坝变形的预报。以2010年三峡大坝175 m蓄水后的实测数据为样本,采用文中方法对大坝变形值预报,结果表明预报精度较高,新方法对提高大坝安全评估和类似变形分析有重要价值。