悬索桥主缆系统数值解析法计算的一种收敛算法

从理论上证明了索段状态方程存在无解的情形,提出了在设计基准温度下成桥状态主缆系统数值解析法求解的迭代计算中存在收敛路径寻找的问题。针对已有数值解析法可能得不到解的缺陷,引入搜索算法和惩罚因子,对其进行改进,给出了惩罚因子的合理取值公式和改进后数值解析法的迭代步骤,确保了各种荷载情况的设计基准温度成桥状态主缆系统计算的快速高精度收敛。给出了数值解析法改进前不能收敛而按该方法改进后能收敛的算例。     

人工神经网络在建筑物物理力学参数识别中的应用

基于神经网络的BP算法,建立了识别建筑物物理力学参数的数值方法.在经典的BP算法中,网络中的权值的确定是将权值的计算修正过程描述为网络的训练过程,其中迭代步长由经验选定,常常造成收敛速度慢,并且收敛速度与初始权值的选择有关以及引起振荡等问题.在网络的训练过程中采用改进的BP算法,通过对学习算子的优化搜索,大大提高了网络的收敛速度,解决了BP算法迭代过程中目标函数的震荡问题.数值计算表明,所提出的改进的BP算法进行建筑结构物理力学参数识别的收敛速度和识别精度都得到了提高.     

不同模量θ≠0的初应力法及加速收敛

本文把θ≠０的非对称总钢度矩阵分解为一个对称矩阵和一个反称矩阵，利用初应力法求解各节点位移分量；在求解过程中，利用本文提供的加速收敛因子η，提高了计算速度，减少了迭代代数。     

子结构FMBEM在消声器声场计算中的迭代收敛

子结构快速多极子边界元法融合了快速多极子算法、边界元法与子结构技术,使复杂结构声学问题的高效准确计算成为可能。然而对于不同的求解模型,其迭代收敛速度不稳定甚至不能收敛,直接影响了其在工程实际问题中的广泛应用。鉴于此,文章对子结构快速多极子边界元法,按照不同的矩阵构建及预处理方案分析其迭代收敛特性及影响因素。研究发现,除了采取恰当的矩阵预条件处理技术之外,未知量列向量的构建次序及边界节点编号顺序对迭代收敛速度有着重要影响;单步迭代时间随着计算频率的增大而呈指数增长。此外,以内插管型消声器传递损失的计算为例,通过与实验值的比较证实了该方法的准确性与有效性。     

基于Woodbury非线性方法的迭代算法对比分析

在结构局部非线性求解过程中,刚度矩阵仅部分元素发生改变,此时切线刚度矩阵可写成初始刚度矩阵与其低秩修正矩阵和的形式,每个增量步的位移响应可用数学中快速求矩阵逆的Woodbury公式高效求解,但通常情况下迭代计算在结构非线性分析中是不可避免的,因此迭代算法的计算性能也对分析效率有重要影响。该文以基于Woodbury非线性方法为基础,分别采用Newton-Raphson （N-R）法、修正牛顿法、3阶两点法、4阶两点法及三点法求解其非线性平衡方程,并对比分析5种迭代算法的计算性能。利用算法时间复杂度理论,得到了5种迭代算法求解基于Woodbury非线性方法平衡方程的时间复杂度分析模型,定量对比了5种迭代算法的计算效率。通过2个数值算例,从收敛速度、时间复杂度和误差等方面对比了各迭代算法的计算性能,分析了各算法适用的非线性问题。最后,计算了5种算法求解基于Woodbury非线性方法平衡方程的综合性能指标。     

一种粗糙面双站散射非定常迭代算法

发展了一种残差光滑平方化共轭梯度(RSCGS)方法.通过残差光滑技术和平方化共轭梯度法的结合,使该方法既有收敛迅速的特点,同时又保持良好的收敛性质.在电磁离散矩阵方程求解计算中,该方法能加速迭代收敛和改善迭代收敛性质.最后利用该方法计算了当TE、TIM高斯波束入射在高斯粗糙导体表面和复合粗糙导体表面的双站散射系数,计算结果表明了该方法的有效性.     

改进SFCORDIC算法正余弦函数求解及其应用

为降低无需扩展因子坐标旋转数字算法(scaling-free coordinate rotation digital computer,SF CORDIC)计算正余弦函数的迭代次数,该文提出一种改进SF CORDIC算法,改变原有迭代角度序列、迭代角度选择方法,加快收敛速度,并将算法应用于超声回波信号正交解调器中。仿真实验表明:改进SF CORDIC算法比经典SF CORDIC算法减少29%全加器、61%寄存器的消耗量,并且具有较高的计算精度,具有重要推广价值。     

用Lagrange乘子法求解结构可靠指标

本文用Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子法把求解结构可靠指标的条件极值问题转化为无条件极值问题，对目前已被应用的迭代公式给出了理论证明；同时指出，对于随机变量为一般分布情况下的结构可靠指标的计算，把原来非正态分布随机变量用当量正态分布随机变量代替时，为了保证收敛，迭代过程中当量正态分布随机变量的均值和标准差必须有足够的精度。文中的几个算例表明，采用的计算方案具有较快的收敛速度和计算精度。     

基于PLC的生产线输送速度分时段控制模型

目的 生产线输送过程中,由于忽略了实际值和模糊论域之间的数值转换,导致分时段生产线输送速度效果差,稳定性低,影响生产线输送设备的运转,为此提出基于PLC技术的生产线输送速度分时段控制模型.方法 根据PLC技术特点,计算生产线输送速度分时段控制量化因子和比例因子,实现输入指令实际值和模糊论域之间的转换;根据工厂对生产线输送速度的实际需求,建立生产线输送速度分时段控制模型,并将量化因子和比例因子计算过程代入,分时段控制生产线输送速度.结果 实验结果表明,对生产线输送速度的控制效果、电机转速波形收敛速度和模型的稳定性进行测试后,与实际控制指令产生的速度阶段变化完全一致,电机转速波形收敛速度最高可达到1100 r/min,幅值裕度维持在10 deg/dB.结论 此次研究的生产线输送速度分时段控制模型,可以根据指令分时段控制生产线输送速度,且在控制生产线的过程中,具有较快的响应速度和较高的稳定性.完成了生产线输送速度分时段控制,为生产线智能化提供参考.     

改进迭代过程的车轨耦合振动数值解法及应用

针对列车-轨道耦合振动迭代求解过程,结合Newmark-β 积分格式,提出一种基于有限元法与非线性接触理论的改进迭代过程数值解法。考虑分别建立车辆系统和轨道系统振动方程,在耦合和解耦迭代过程中,构造松弛因子函数和收敛准则函数,简化轮轨界面协调适应条件,利用轮轨相互作用力在两子系统之间的快速迭代实现动态耦合关系的高效求解。此算法增强了对迭代收敛精度、迭代过程稳定性的控制,同时也减小了程序设计的难度。应用此算法分别对竖错和路基沉降两类典型线路缺陷引起的车轨振动响应进行了算例对比和分析,计算结果表明,改进解法在迭代速度和迭代稳定性上具有优势,可广泛应用于高速铁路车辆运行和轨道结构动力学问题的分析中。     

基于轨迹跟踪法的干摩擦振动系统动力响应分析方法

以一个两自由度的质量-弹簧系统为研究对象,将轨迹跟踪法与谐波平衡法相结合,讨论在简谐激励作用下的平面二维接触摩擦系统的动力响应计算方法,总结了干摩擦阻尼对系统响应的影响规律.算例表明,本文所应用方法的非线性迭代计算次数很少,说明该方法收敛速度较快,可以在分析复杂的干摩擦结构中参考使用.     

空间多点人工地震动幅值收敛性研究EI北大核心CSCD

在空间相关性人工地震动生成中,计算的繁杂和局部场地收敛性与幅值收敛性之间存在的矛盾,是时域合成法中的两大主要问题。为了简化计算,同步实现局部场地及地震动幅值的双重收敛性,在对相位角分布进行深入研究的基础上,构建了空间多点人工地震动幅值收敛因子,并采用虚实分离法来分解功率谱矩阵。结果表明,该方法生成的多点人工地震动计算快速,且幅值稳定收敛。     

改进的蒙特卡洛法加快空间辐射制冷器耦合因子的计算速度

耦合因子的计算是空间辐射制冷器热分析的基础,蒙特卡洛法是满足抛物面W型辐射制冷器耦合因子计算的有效方法.基于统计原理,蒙特卡洛法计算空间辐射制冷器耦合因子的缺点是计算时间较长.通过避免传统的迭代计算,加快了蒙特卡洛法计算速度.同时,采用改进辐射能束概率分布算法的蒙特卡洛计算精度同传统方法相当,并也随随机能束数的增加而提高精度.     

LDDA动接触力的迭代算法

概述了接触非线性问题的各种分析方法,指出了用Lagrange Discontinous Deformation Analysis(LDDA)求解缝面接触问题有较大优点,与DDA方法比较,它对接缝的处理更真实、更自然;又因为LDDA对全部接触力进行平衡迭代,所以接触力的计算精度也较高;同时,推导了LDDA的基本公式,提出了一个新的计算动接触力的迭代求解算法-改进的Uzawa迭代算法,该算法的松驰因子是依据块体接触的物理特性而非按照数学理论选用的,算例表明:LDDA理论和与之相对应的动接触力的迭代求解算法具有较快的收敛速度和较高的计算精度。为接触问题的计算提供了一个有效的方法和工具。     

弹塑性隐式阻尼迭代法

作者给出了联立求解平衡方程、屈服条件和塑性流动方程的弱解形式, 同时提出了两种位移增量迭代算法:一是以应变增量和塑性因子为独立基本未知量的联立求解迭代算法;二是以应变增量为独立基本未知量的数值求解方法。为了避免弹塑性刚度矩阵的奇异性, 改善迭代收敛速度, 针对上述两种迭代算法本文提出了隐式阻尼迭代法, 并编写了相应脚本文件和计算流程, 并基于有限元程序自动生成系统(FEPG)生成了求解弹塑性问题的有限元源程序。最后, 通过算例验证了所提出的迭代法和计算程序的可靠性和有效性。     

加速熵迭代优化方法及在结构优化设计中的应用

本文利用向量ε算法对结构优化设计的熵迭代法作了改进，构造成新的迭代格式，新格式的迭代收敛速度由一阶提高至二阶，且保留原方法结构简单，计算量少等优点，对工程实例的优化计算表明，本法数值稳定，收敛速度快，是一种有效的优化方法。     

基于选权迭代的三维坐标非线性模型

针对大旋转角任意三维坐标系转换问题,引入三维坐标转换非线性模型。引入选权迭代方法对非线性模型迭代算法进行改进。改进后的算法具有更快的收敛速度,迭代次数少,计算速度更快,明显减弱了转换模型对旋转角度的限制,适用于较大角度的空间坐标转换。     

地震作用下二维场地模态叠加等效线性化方法

为快速进行多维场地地震反应分析，将模态摄动法和模态叠加法相结合，提出了一种非比例滞后阻尼二维场地的模态叠加等效线性化计算方法。在该方法中，根据原系统的模态分析结果，利用模态摄动法得到迭代刚度修正后新系统的模态，然后，采用模态叠加法实现非比例复阻尼体系运动方程中矩阵维数的降阶，形成广义坐标耦合和解耦的模态叠加等效线性化法，在此基础上，进一步讨论了阻尼矩阵耦合系数的影响。随后，以杭州某一工程场地为例，研究不同输入地震动幅值下，场地水平加速度动力放大系数随地震动幅值的变化规律，并与二维频域等效线性化计算结果比较，验证所提算法的精度和有效性。计算结果表明：采用广义坐标耦合的模态叠加法，不同地震动输入幅值下，计算误差均小于5%；广义坐标解耦方法所得地表加速度放大系数的计算误差随耦合因子的增大而增大；当地震动幅值小于0.1 g时，可采用强制解耦方法计算场地地震反应。从计算效率看，模态叠加等效线性化法和二维频域等效线性化法的迭代次数基本相同，但计算时间约为频域等效线性化法的一半。     

一种有限元模型坐标动力缩聚技术

本文从修改后的系统特征方程出发,导出了反映系统主、副自由度上变形关系的动力缩聚矩阵的控制方程,并给出了求解该方程的迭代解法。与已有的动力缩聚迭代法相比,该方法的收敛速度最高。本文还提出了一种迭代收敛准则,该准则可大大减少计算效率很低的Rayleigh-Ritz操作的使用,从而使得该方法的迭代效率较高。     

基于改进萤火虫算法的有限元模型修正

针对标准萤火虫算法后期收敛速度慢、收敛精度低、易陷入局部最优解的问题,提出了参数自适应策略的改进萤火虫算法,建立了基于改进萤火虫算法的有限元模型修正方法。通过隔代随机吸引度因子扩大了算法搜索路径,提升了算法遍历性,避免计算陷入局部最优;通过自适应步长因子使得算法寻优过程中能随迭代次数逐渐减少随机搜索范围,从而提高收敛速度。单、多峰测试函数计算结果表明,改进算法显著提高了收敛速率与收敛精度;简支梁数值算例与某刚构桥实桥有限元模型修正结果表明,简支梁参数最大误差由初始的66.7%降低至修正后的1.08%,刚构桥频率最大误差由14.47%降低至3.25%。所提方法具有良好的更新精度,适用于大型复杂结构的有限元模型修正。