地下水的分布对沉降计算的影响

地下水位的变化,往往对建筑物产生许多不利作用,比如影响建筑物的稳定性和耐久性.尤其是现代高层建筑日趋增多,基础埋置较深,造成基础下地下水及孔隙水压力场分布复杂.在影响沉降分析结果的因素里,地下水的赋存形态和渗流特征对沉降形状及其计算结果有较大影响.以最常用的分层总和法为依据来讨论地下水的分布条件及渗流特征对沉降分析的影响.并通过实例比较了考虑渗流影响和不考虑渗流影响时地基沉降计算的结果,前者更接近实测的最终沉降量.该实例表明,按传统分层总和法和提出的方法在模量取值、计算深度(压缩层深度)和计算得到的沉降量有较大的差别,可以看出后者的合理性.     

GIS中面向对象建筑物三维数据模型研究

给出一种面向对象的建筑物建模方法.该方法使用单纯分子地物模型对建筑物进行描述,建模时将建筑模型分解为若干形状简单的分子地物,通过树结构和双向循环链表的形式对其进行整合,简化了数据表示,便于以建筑物为单元进行操作.且在不同对象间引入结合度概念,探讨了不同分辨率查询问题.     

关于2-D温度场计算的有限元法分析

目的　分析有限元法实现 2 -D温度场计算的一般规则及程序编制技巧 .方法　根据理论分析及实例 ,计算验证上述规则及技巧的正确性及在程序设计中的可行性 .结果　单元、单元节点的编号以及单元网格的形状对 2 -D温度场计算结果的精确度有很大的影响 ;而程序设计的技巧直接关系到计算能否顺利进行 .结论　遵循 2 -D有限元分析的一般原则加上适当的编程技巧 ,可顺利并精确地完成 2 -D温度场的计算     

退化单元位移场插值计算方法研究

针对有限元结构分析中常遇到的单元退化问题,提出移结点法和形函数法两种用于解决含退化单元模型进行位移场插值的方法.研究表明,移节点法通过增加一定数量的结点将退化单元转化为常规单元,可以获得精度较高的位移场.形函数法由于运用体积坐标的形式使得编程简单易行,形状复杂的退化单元由于单元分解会造成一定的精度损失,可以满足工程精度要求,为含有退化单元的混合单元模型进行位移场插值计算问题提供了有效的解决方法和思路.     

渣罐复合应力的有限元分析

渣罐是用来盛放热态钢渣的.在热态钢渣以及钢渣和罐体自重作用下,渣罐会产生由温度引起的热应力和由重力作用引起的重力应力.鉴于渣罐形状的不规则,利用材料力学或解析方法计算应力,或利用测试的方法得到应力都较为困难.目前,求得渣罐应力最为有效的方法是采用有限单元法.利用有限单元法来求解渣罐在工作时的两种应力.所得到的分析结果,有利于渣罐的强度设计和现场使用.     

基于无理函数插值的多边形有限元方法

本文采用多边形单元的平均值坐标,构造任意节点分布的多边形单元无理函数形式的插值函数,提出了一种求解微分方程边值问题的多边形有限元方法. 对于曲线边界问题的数值求解,通过适当的节点配置,多边形单元网格能够逼近任意形状的求解区域. 不同形状多边形单元的形函数表达式形式统一,方便计算程序的编写. 数值算例验证了多边形有限元法的求解精度和有效性.     

高层建筑二维流场的数值模拟

针对建筑物风场的高雷诺数特点,采用离散涡法,分析了高层建筑物的非定常分离流问题.通过引入奇异点技术摆脱了保角变换的处理过程,使离散涡法能适应于复杂形状的钝体结构.数值模拟了流场的变化特征,分析了各种攻角下,具有方形截面的高层建筑的升力系数、抗力系数和Strouhal数.计算分析表明,离散涡法具有计算速度快及精度高的特点,可以刻画出流场的流动特征,透视到流动机理,在结构风工程领域具有较好的应用价值.     

不规则外型高耸建筑物的体型系数研究

对于外型不规则的高耸建筑结构,特别是存在相邻建筑物干扰时,其体型系数值将会发生显著变化,导致所得到的风荷载误差很大.为了研究这一问题,在北京大学环境学院国家重点实验室2号环境风洞中,对缩尺比为1:300的英利大厦模型进行了风洞试验,获得了作用于该建筑物上的静、动态风压,通过对试验结果进行分析、计算,直接求出了该建筑物的体型系数值.     

不同积分路径对动态有限差分法计算精度的影响效应

动态有限差分法作为解决冲击动力学问题的有效方法而被广泛使用。作者针对该算法实现细节上,如网格中积分路径的形状和网格单元类型对计算结果的影响效应,进行深入讨论。基于拉格朗日动力学有限差分法求解框架,使用JAVA语言编写动力学程序。首先模拟长柱形物体中的应力波传播,利用已有的理论解,对比多种积分路径下的模拟结果。利用可变覆盖率的积分路径,得到覆盖率与节点加速度的影响关系,从理论上得出积分路径选取的一般原则。从能量误差的角度,讨论四边形单元相对三角形单元的缺陷,利用受分布冲击荷载的矩形模型,得出四边形单元沙漏控制系数与能量误差率的关系。模拟无限大介质中的点源冲击应力波的传播模型,利用理论解,验证四边形单元受集中荷载作用确实会造成过大的能量误差,从而造成计算错误。从对长柱模型中的应力传播模拟可以看出,只有完全覆盖计算模型的积分路径,才能得到正确的解;欠覆盖路径会导致波速偏快,峰值偏大,过覆盖则会导致相反的效果。对两种单元类型的讨论可以得出:四边形单元由于固有的沙漏效应缺陷,即若关闭沙漏阻尼修正,会产生单元沙漏变形,导致计算失败;若开启沙漏阻尼修正又会引入过大的能量误差,同样会造成计算错误,因此不适合集中荷载作用的环境,在这种情况下,三角形单元具有独特的优势。     

公路隧道衬砌有限元分析

衬砌内力的计算是公路隧道设计的关键问题,计算结果的准确性会影响结构的安全性与经济性.文中采用有限元分析软件MIDAS用有限元法计算衬砌的内力和变形.衬砌结构采用梁单元,围岩抗力采用面弹簧单元模拟,墙脚支座用点弹簧单元模拟,计算荷载为竖直方向和水平方向围岩压力.通过分析得到衬砌最大位移的大小和位置,衬砌结构的内力分布及数值大小.另外,根据分析结果得到抗力最大值为侧墙距墙脚1/3处,图形呈镰刀形分布,与经验确定的抗力分布图形式一致,分析结果和手算结果规律一致.     

框架结构体系可靠度的最优分配

本文采用框架结构的层间失效模式，将框架结构看作是一个失效相关的串联体系，建立了框架结构体系可靠度的计算模型。同时，在结构体系可靠度一定的条件下，以层间刚度作为优化变量，对框架结构进行可靠度的最优分配，使整个结构的造价最低。这样的设计方法可以充分发挥材料的抗力，达到节省材料的目的，显然，本文方法是对现有工程结构可靠性设计方法的一种改进。     

小型水电站水库优化调度新模型探讨

针对目前水电站水库优化调度计算中 ,电站出力系数和水头损失近似取值或计算导致优化计算结果并非真正最优的问题 ,提出了小型水电站水库优化调度新模型 .该模型以水库优化调度模型为主模块 ,以水电站厂内优化运行为子模块 .在用动态规划求解主模块过程中 ,调用水电站厂内优化运行子模块 .由于子模块以机组的实际动力特性为依据 ,而且将电站引水系统和尾水系统由于机组组合方式不同所出现的不确定因素纳入优化设计之中 ,可有效地解决电站出力系数和水头损失近似计算的问题 ,且计算结果更加准确、可靠     

具有稳定约束桁架结构的优化设计

对于型钢、组合截面工字钢所构成的大跨度、重载下的桁架钢结构,在满足强度、位移、刚度及稳定约束条件下,以结构重量最轻为目标,进行结构优化设计。文章重点讨论如何处理稳定及刚度约束。文后作了实例计算,结果表明,处理方法是合理的。     

四自由度冗余手指的结构参数优化设计

由冗余自由度手指构成的多指灵巧手具有较大的灵巧性,对物体进行微细操作以及抓取特殊形状物体的能力也比非冗余自由度手指构成的多指手要强。对冗余自由度手指的结构设计问题进行了研究,引进了优化设计方法,提出了适用于多指灵巧手的手指结构优化设计的优化目标函数,编制卫优化程序,进行了优化计算,得到了比较满意的结果。最后,用该手指具体设计了一种多指灵巧手,并给出了其三维视图。该录巧手有手掌,具有３个手指,１２个     

基于牛顿法的电力系统最优潮流计算

为研究电力系统最优潮流问题的可行算法,对牛顿法进行探讨并基于该算法进行最优潮流计算.由于最优潮流问题属于典型有约束条件的非线性规划问题,故引入二次罚函数处理约束条件,将牛顿法和二次罚函数结合并用MATLAB仿真平台进行算法编程,求出IEEE14节点标准系统的最优潮流计算结果,同时得出收敛时间和系统发电成本.实验结果表明:该方法的收敛性较好,计算速度较快;运用牛顿算法求解最优潮流,可使发电成本最小或功率损耗最小,从而达到优化资源配置,降低发电及输电成本的目的,具有很好的经济效益和社会效益.     

大结构系统的最优控制

此论文通过正则变换将受控结构系统状态方程解耦，把一个ｎ自由度系统的控制问题转化为其ｎ个振型的控制问题，在理论上证明了原系统的最优控制等价于它的全部振型的最优控制，并通过对振型的最优控制实现了对系统的最优控制，在讨论各振型的最优控制时，根据基本方程的物理意义和Ｒｉｃｃａｔｉ函数的性质方便地求出了Ｒｉｃｃａｔｉ函数，完全避免了在实际应用时解Ｒｉｃｃａｔｉ方程的繁锁计算，为实现大系统的最优控制带来了极大     

高次实系数代数方程最优解

求解高次实系数代数方程的根,对于控制系统的分析和综合设计有着重要意义.计算给定高次代数方程的复根的方法很少.采用劈因子法和因子优化方法能够解得实系数代数方程的全部根.但是,这些方法在优化1个三项式因子时会有计算残差,必然影响后续三项式因子的计算精度.为尽可能地减小计算残差,提出最优解方法,该方法使系数拟合误差的评价函数值最小.最优解方法分为2个主要步骤:先使用因子优化方法计算出所有三项式因子的系数,再同时优化代数方程所有三项式因子.最优解方法就是使优化后因子乘积多项式系数与原多项式系数之间的差为0.联合使用因子优化方法和最优解方法,能够有效地求解n阶代数方程,且计算精度高.文中给出最优解方法的数学表达式,并推导出相应的计算步骤.文中给出的5个计算例子是从测试最优解方法的有效性、计算精度和收敛性的众多计算例子中选出的典型,它们恰当地展示了最优解方法的特性:有效地计算方程的全部复数根和实数根;计算结果有足够的精度.     

基于移动最小二乘法和粒子群算法的优化算法

针对复杂电磁装置优化问题中目标函数计算次数过多的问题，提出了一种基于移动最小二乘法（MLS）和粒子群优化算法（PSO）的快速全局优化方法.该方法利用基于MLS的表面响应模型，重构原始的优化问题，采用加权PSO算法对重构后的目标函数进行寻优，再使用拟牛顿法，对原优化问题直接寻优，从而得到优化问题最终的最优解，并对基准测试函数和实际电磁装置问题进行优化计算.结果表明，与加权PSO相比，该算法能找到优化问题的全局最优解，并能有效的减少目标函数的计算次数，节省了计算时间，提高了计算效率.     

任意散射体二维声子晶体的带结构计算方法

通过将二维任意形状散射体的声子晶体单元离散化,采用数值积分的方法,解决了其结构函数求解中的积分问题,从而改进了现有的平面波算法,使之能够计算二维任意单元结构正方晶格声子晶体的带结构.通过对比采用传统的以及本文中改进的平面波算法分别计算得到的规则单元结构声子晶体的带结构,验证了文中算法的正确性.采用文中改进的平面波算法,可方便地对二维声子晶体的单元结构进行拓扑优化,从而改进其带隙特性.     

一种适合于复杂优化模型的直接缩并法

本文构造了一个基于Duffin缩并公式的、适用于复杂模型的直接缩并法,它多次应用缩并公式对原复杂模型进行直接缩并,然后线性化,再求解,借助收敛性较好的切割平面法,逐步迭代,直至收敛到最优解。它克服了某些复杂模型简化方法中增大了问题规模这一缺点,使迭代在原规划规模基础上快速、稳定地进行。经算例表明,虽然经过多次缩并近似后,应用切割平面法,还是能使其稳定地收敛。该法可以应用于许多复杂模型。