换热管受湍流分布力随机振动的虚拟激励法

为了分析换热管受外部横向湍流激励作用下的随机振动响应,本文建立了密置错排管束绕流的三维计算流体力学模型.应用大涡模拟湍流方法对管束绕流场进行了仿真,对换热管表面升、阻力进行了时域内和频域内的分析.经过多次计算提取流场深处圆管的表面湍流分布力,将换热管简化为两端固支中间简支的线性梁模型,引入虚拟激励法计算换热管随机振动的功率谱,并与传统随机振动预报方法对比了计算效率和精度.计算结果表明湍流分布力为服从均匀分布的广义多点随机过程,不同方法的计算速度呈模态截断阶数的指数关系,并通过精度分析验证了相干性各异的载荷作用时不同频段内虚拟激励法的精度与精确算法极为接近.     

基于空间分布权系数Kriging邻域选点算法

目的优化克立格邻域选点算法．方法通过建立估值点周围邻域点间空间分布权系数的函数。确定参与克立格估值计算的邻域点．结果提出了基于空间分布权系数邻域选点算法，通过交叉验证，采用空间分布权系数邻域选点算法进行估值计算具有较高精度．结论该算法不仅考虑了同一象限内估值点与邻域点距离关系，同时也考虑了邻域点之间空间相关程度。采用空间分布权系数方法选择邻域点进行估值精度高于采用普通象限搜索法选择邻域点进行估值的精度．     

结构可靠度分析的响应面法和随机响应面法的比较

从拟合功能函数方法、计算精度与效率、收敛性等方面对响应面法和随机响应面法进行了系统地分析.算例表明:与响应面法相比,随机响应面法实现了真正意义上的非侵入式分析.响应面法采用二次多项式响应面函数仅仅在验算点附近能较好地拟合真实功能函数,而随机响应面法采用高阶Hermite随机多项式,能在整个空间上很好地拟合真实功能函数.当随机变量个数较少时,随机响应面法的计算精度和效率均优于响应面法.并且随机响应面法可进行自身的收敛性分析,确定最优阶次的计算结果作为精确解,其收敛性也优于响应面法.     

基于概率空间剖分的结构非线性随机反应分析

在概率密度演化理论的框架下,发展了基于概率空间剖分的多维空间选点方法。引入点集Voronoi域内的概率作为点集的赋得概率,对点集的F-偏差进行了以赋得概率替代均匀概率的修正。在此基础上,进行误差估计,提出了以点集的修正F-偏差、一阶偏差和二阶偏差均尽可能小为准则的点集选取方法——两步选点法。分析实例表明,基于概率空间剖分的选点方法具有较高的精度和效率。文中最后指出需要进一步研究的问题。     

空间变化地震动激励下高墩大跨刚构桥响应分析

地震响应是桥梁抗震研究中的重要问题。基于随机振动理论及反应谱方法,分析了高墩大跨连续刚构桥梁在平稳地震激励下,地震动空间变化对结构内力的均方根响应的影响。结果表明：不计地震动空间变化时,随机振动分析与反应谱方法本质上是一致的;行波效应和相干损失对连续刚构内力有一定影响,多数情况下,随机振动计算结果要大于反应谱分析结果;...     

采用查找表的超四色打印光谱色彩校正方法

为解决多光谱图像打印输出时的色彩校正问题,提出一种采用查找表进行打印光谱色彩校正的方法．首先在超四色打印机色空间规则采样并测量采样点的光谱值,将光谱值变换至一个低维空间,建立正向查找表;然后在低维光谱空间中采样,运用非线性优化技术确定采样点在打印机色空间中的映射点,根据采样点确定优化参数来提高优化精度和时间效率,建立反向查找表; 最后采用高维线性插值方法,在正向和反向查找表中插值以实现打印光谱色彩校正．实验结果表明,在相同的仿真环境下,新方法与常用的建立光谱打印色彩校正模型法相比,在正向校正的色度精度和光谱精度上分别提高了40％和44％,在反向校正精度上分别提高了51％及41％,且反向校正的时间效率提高了96％．     

结构模糊可靠度分析的实用方法

结构模糊可大度分析是同时考虑结构变全的随机性和模糊性评估结构可靠度的方法。目前已提出的方法需进行高维积分，当随机变量的数目较多时计算量较大，难以直接应用。根据不同的精度要求，本文提出结构模糊可靠度分析的一次二阶矩和四阶矩方法，为模糊可靠度方法的实际应用开辟了新的途径。     

不确定车轨耦合系统运行舒适度分析

运行舒适度是车辆动力性能的重要指标,对其精准高效的预估能够提高车辆设计水平、降低研发成本。综合考虑动力学分析中的不确定因素,分别以随机变量和随机过程描述系统参数和荷载激励,基于虚拟激励法和改进摄动法,提出了复合随机振动问题的确定性分析方法。算例中,考虑9个随机变量参数,计算车体不同位置在轨道不平顺激励下的舒适度指标。结果表明：该方法能够很好地与Monte Carlo模拟吻合,验证了本文方法的正确性,并指出忽略参数不确定性会给出过高的舒适度评价。     

曲线箱梁桥的空间传递矩阵

为了分析曲线箱梁桥的受力情况,将传递矩阵法用于曲线箱梁桥的受力分析,以变化固定端的悬臂梁作为单元基本计算体系,利用平衡方程、卡式定理及虚功原理推导了弹性曲线箱梁的显式空间传递矩阵,并考虑了截面剪切中心与形心不重合的影响。为验证公式的正确性,分别采用传递矩阵法与有限元法对某一单跨曲线箱梁桥进行空间受力分析,结果显示2种方法计算结果基本吻合,而传递矩阵法划分较少单元却可达到很高的精度,计算效率大大提高。表明该公式正确,推导方法可行,可推广应用于其他结构在不同荷载情况下传递矩阵的推导。     

响应面法与蒙特卡洛法边坡可靠性评价方法对比研究

考虑影响边坡稳定性的主要因素强度参数c、φ的不确定性,以蒙特卡洛法计算结果作为可靠性分析的基准解,在极限平衡法理论框架下开展不同可靠性评价方法之间的对比研究.采用c、φ为基本随机变量建立二次多项式响应面,以重构功能函数,并结合一次可靠度法和蒙特卡洛法进行边坡可靠性分析.通过对均质边坡的圆弧滑动破坏、非均质边坡的非圆弧滑动破坏、三峡库区谭家坪滑坡破坏这3个案例的可靠性分析结果对比得出:1)二次多项式响应面法原理简单,对于隐式功能函数,有较好的计算精度和求解效率,适用于可靠性分析的近似计算,特别是在参数服从正态分布的情况下,能够达到很高的精度;2)求解响应面时应优先采用Spencer法、MorgensternPrice法,对圆弧滑动面边坡,也可以选用简化Bishop法.     

线弹性结构的高阶摄动随机有限元法

计算精度和误差控制是摄动随机有限元法在数值计算中的重要问题。根据随机理论和摄动有限元方法,推导了随机变量均值和n阶中心矩的计算公式;提出了摄动随机有限元实施过程中精度的控制方法,能够在计算结构响应均值和方差之前就分别确定计算结果的精度;研究了摄动随机有限元0~n阶递推方程组计算列式;运用高阶摄动随机有限元方法对受轴向拉力的一维线弹性杆进行了分析,结果表明：与二阶摄动法相比,n阶摄动技术能有效地改进计算精度。     

弹性力学问题中拟奇异积分的变换法

剖析了弹性力学问题中拟奇异积分产生的原因,提出了处理拟奇异积分的一种有效的变换法,成功地消除了拟奇异积分的拟奇异性,在不增加计算量的情况下大大改进了拟奇异积分的计算精度。     

非线性方程组解法对非线性有限元分析精度的影响

Euler-Cauchy法、Euler一次失代法和Euler-Newton法是非线性有限元中常用的非线性方程组求解方法。讨论了这3种方法在几何非线性有限元中的求解步骤,通过实例,分析了3种方法的计算效率和计算精度。研究表明,Euler-Cauchy法计算效率最高,但计算精度较差,与Euler-Cauchy法相比较,Euler一次迭代法的计算效率稍有降低,计算精度却显著提高,但该方法对于强非线性问题,当载荷增量步长较大时稳定性很差;Euler-Newtor法是最稳定可靠的方法,它适用于不同程度的非线性问题,但计算效率较低。     

广义可靠指标矢量及其计算与应用

对计算相关变量的结构可靠指标及其关系进行研究.在n维广义随机空间中讨论了结构可靠指标的几何意义,据此提出广义可靠指标矢量及其统一计算方法,并检验了其计算精度.应用广义可靠指标矢量讨论了基本随机变量相关性变化对可靠度影响,并给出其影响规律和应用.应用广义可靠指标矢量可方便地分析相关随机变量的结构失效概率、失效模式间相关性计算等结构体系可靠度分析的关键问题.     

大型舰船结构的可靠性研究

对具有多随机变量的大型船舶结构可靠性分析中的力学模型选取、安全余量建立、安全余量的敏度分析、减缩刚阵和反向节点力的公式推导等问题进行了研究.设结构是空间理想弹塑性梁板体系,以杂交梁元和加筋板格元来模拟三维结构体系,采用随机有限元计算结构系统的响应量;用验算点法计算失效模式安全余量的可靠性指标;用改进的分枝限界法寻找主要失效模式,通过对主要失效模式方程的线性化研究,计算各主要失效模式安全余量之间的相关系数;然后用PNET法计算结构系统的可靠性指标.在可靠性分析过程中,用随机有限元法对安全余量进行敏度分析,在提高可靠性分析效率的同时,也能指导设计,是必要而又十分有效的手段.最后给出了一个船舶的结构的算例,说明分析的有效性.分析表明,这些研究可提高具有多随机变量的大型结构系统可靠性分析的计算精度,为复杂结构系统可靠性分析奠定了一定的理论基础.     

基于逆可靠度分析的疲劳可靠寿命预计方法

考虑影响工程结构疲劳寿命的不确定性因素,利用逆可靠度分析的原理,提出一种疲劳可靠寿命的预计方法.通过将疲劳寿命表示为随机变量的函数,把可靠寿命的预计问题转化为概率功能度量的计算,然后利用改进均值法计算可靠寿命.与现有方法相比,只需进行一次逆可靠度分析就可直接获得可靠寿命,不需要反复计算不同寿命时刻的可靠度.算例分析结果表明,该方法的计算精度与一次可靠度方法相当,但效率大幅提高,并成功应用于某内燃机缸盖的可靠寿命预计.     

基于流形学习与隐马尔可夫模型的刀具磨损状况识别

为了提高金属铣削过程中的刀具磨损状态识别的自动化程度与精度,提出了基于局部切空间排列(LTSA)方法与隐Markov模型(HMM)来识别刀具的不同磨损状态的方法。该方法首先利用小波分析技术对铣削过程中的切削进给方向力信号进行处理,构造了高维特征空间。然后使用基于流形学习方法实现了高维特征空间的维数约简。最终利用约简后的低维特征向量训练HMM,从而实现刀具磨损状态的识别。实验结果说明该方法能够有效地识别铣削过程的刀具磨损状态。与未经特征维数约简的识别方法相比,新方法能够提高刀具磨损状态的识别效率与准确率。     

关于磁空间群O_h~5CG系数的计算

利用本征函数法计算了 O5h 结构晶体第一布里渊区上主要对称点之间的 CG系数 ,同时验证了本征函数法求解磁空间群 CG系数的正确性。     

多点地震激励下大跨度桥梁动力可靠度研究

动力可靠度理论已经有了很大进展,但是在工程中却尚未获得广泛应用,结构动力响应功率谱计算的复杂性是造成这一状况的重要原因。本文将虚拟激励法引入大跨度桥梁抗震可靠度分析。用随机振动虚拟激励谱分析突破以往计算效率低下的瓶颈,在理论．卜是精确的算法,并能方便地处理地震地面运动变化产生的空间效应。研究结果表明,基于虚拟激励法进行大跨度桥梁动力可靠度分析是一条有前景的途径。     

基于Matlab优化工具箱对钢管混凝土轴压短柱的可靠度分析

从可靠度指标β的几何意义出发,将服从任意分布的随机变量Xi映射为标准正态随机变量Yi,建立在标准正态空间中求解β的优化模型。利用M atlab优化工具箱,对《钢管混凝土结构与设计规程》CECS28:90(1992)中轴压短柱承载力公式进行了可靠度分析并与JC法计算结果进行了比较,结果表明,本文计算的可靠指标与JC法计算可靠指标一致,且计算简便快捷.