高低阶覆盖函数混合的数值流形方法

在数值流形方法中混合使用高、低阶覆盖函数可以使求解精度和求解效率之间得到协调。同时,高低阶覆盖函数混合使用也体现了数值流形方法本身的灵活性和对复杂问题的适应性。本文详细推导了混合使用高、低阶覆盖函数的流形单元的数值计算格式,有利于数值流形方法的程序实现和工程应用,并通过岩土工程中地基变形的计算证明了方法的可靠性和有效性。     

杨赤中滤波与最小二乘推估法核函数的自动建立

本文介绍了能够有效地揭示复合变量的随机性变化和规律性变化的相关性及其空间变化特征的杨赤中滤波，通过对复合变量的观测序列的逐遍杨赤中滤波，可自动建立起估值核函数，以实现对未知域的最小二乘推估。这一建模方法适用于各个领域。     

流形元覆盖系统自动形成方法之研究

系统地探讨了流形元覆盖系统的形成方法 ,基于三角形有限元网格 ,探讨了流形元数学覆盖和物理覆盖及其流形元分析网格的形成技术 ,研究了流形元两套覆盖编号的自动形成方法。     

一种基于最小二乘曲线拟合的被动测距方法

声纳信号处理中,被动测距通常采用几何解算、聚焦波束形成和匹配场定位的方法。前者受时延测量误差的影响很大,容易得出非法值;当距离接近远场时,聚焦波束形成结果对距离变化不敏感,导致波束峰值不明显,距离测量误差较大;匹配场定位的方法对海洋环境参数非常敏感,不能用于未经过充分调查的海域。本文给出一种基于最小二乘曲线拟合的方法,该方法将阵元位置数据和时延估计结果输入拟合模型,拟合出距离值。理论仿真和试验结果表明,本方法对时延估计的误差不敏感,并且有较高的测量精度。     

裂纹扩展时物理覆盖与流形单元的生成算法

探讨了基于三角形有限元网格的平面流形元覆盖系统;通过设置流形单元的悬挂节点来修改裂纹扩展时流形覆盖系统中的节点下标(物理覆盖编码),通过初始有限单元被物理网格再剖分后所生成的流形单元链表的设置提出了裂纹扩展时新生成的流形单元中物理覆盖编码(有限单元节点及下标)、悬挂节点信息和积分区域角点信息的生成方法,进而提出了裂纹扩展时流形元方法的物理覆盖和流形单元的生成算法。并举例说明了该方法的可行性。     

基于总体最小二乘法的RAIM算法研究

概述了GPS接收机自主完好性监测(RAIM,Receiver Autonomous Integrity Monitoring)现行的几种算法;针对惯用的最小二乘残差法,提出了一种扩展的最小二乘算法-"全局最小二乘法",用以提高RAIM算法的可靠性;给出了基于该种算法下的RAIM解算模型.同时利用IGS站的实测数据进行计算分析,验证了该算法的可用性.     

基于最小二乘拟合的墙体传热系数计算方法

介绍了Matlab曲线拟合工具箱,分析了曲线拟合的各种方法。提出了基于Matlab曲线拟合的建筑物围护结构主体部位传热系数检测方法。通过实际数据的计算,对常规方法进行改进,使其具有更高的精确度。     

基于六面体覆盖的三维数值流形方法的理论探讨与应用

介绍了基于六面体单元的三维数值流形方法的基本理论，并在六面体单元中采用了有限元中C8型等参单元的形函数作为流形元中的覆盖函数。推导了相应平衡方程的刚度、初始应力、点荷载、体荷载、惯性力、固定点、法向接触、切向接触和摩擦力子矩阵。在二维接触中，切向应力和摩擦力的方向很容易沿着接触边得到，但在三维问题中要在接触面上确定该方向则非常困难，这也是所有计算方法在遇到三维接触时的难题。引入了向量理论和迭代方法，避开了相应困难的干扰。最后，给出了一个简单的地下失稳算例，证明了该三维方法的正确性。     

总体最小二乘平差问题求解方法的比较

本文研究了总体最小二乘平差的两类方法,包括奇异值分解法和迭代解法,并且对两类方法进行比较。运用MATLAB软件对直线的多种情况进行了数据模拟,比较分析了总体最小二乘平差的不同方法以及最小二乘方法的结果,发现奇异值分解法与迭代解法的结果是一致的;迭代解法是从测量平差角度推导得到的,更适用于测量数据处理。     

基于数值流形法的渗流问题边界处理新方法

由于基于单位分解的无网格法,如无网格伽辽金法等,所构造的形函数往往不具有?插值属性,因此难以准确施加本质边界条件和材料边界的连续性条件。而采用传统的罚函数法和拉氏乘子法,分别有合适罚因子的选取和需满足inf-sup条件等问题。所以,利用"局部解满足了要求,则由单位分解所构造的整体解会自动满足要求"的单位分解法的求解性质,通过构造不同类型物理片上的局部解,提出了改进的基于移动最小二乘插值的数值流形法(MLS-NMM),并将其应用于稳定渗流问题的求解中。该方法不仅能直接准确施加本质边界和材料边界条件,而且能精确地求解奇异角点问题。典型算例的计算结果表明,我们所建议的方法是可行的、有效的,可为工程渗流分析提供参考。     

基于独立覆盖流形方法与矢量和方法的边坡稳定性分析

 提出一种基于独立覆盖流形方法(independent cover manifold method,ICMM)和矢量和方法的边坡稳定性分析方法。该方法采用ICMM计算边坡岩土体的应力场,避免了有限元及传统流形方法复杂的前处理过程,可以方便地计算含节理断层等不连续面的复杂边坡的应力状态。在此基础上,采用矢量和方法计算潜在滑裂面的安全系数,矢量和方法基于边坡的真实应力状态和力的矢量特征,物理意义明确,而且不需要类似强度折减法的迭代计算,计算代价小。同时采用模拟退火遗传算法进行优化搜索,得到边坡的临界滑裂面。提出方法结合以上优点,可以高效精确地计算含有节理断层的复杂边坡的临界滑裂面和安全系数。4个代表性算例以及工程案例的分析应用验证了提出方法的有效性和精确性。     

最小二乘法在监测仪器检验率定中的应用

分析了最小二乘法的原理,探讨了岩土工程监测仪器检验与率定的目的和内容,对多点位移计的率定步骤和率定结果进行了分析,实际应用表明通过程序设计实现最小二乘法理论在监测仪器检验与率定工作中的应用是可行的。     

基于环路更新的物理覆盖和接触环路生成算法

数值流形方法(NMM)实现了对连续和非连续问题的统一求解,但前提是必须能够正确地生成物理覆盖和接触环路。首先,针对几何形态保持固定不变的模型,阐述了物理覆盖和接触环路生成的整个过程。其中,重点介绍了搜索环路的算法,这也是NMM前处理的核心算法。进而,基于更新物理片环路和接触环路的思想,提出了一种新颖的更贴近NMM本质的裂纹扩展时的物理覆盖和接触环路生成算法,理论上可适用于任意的裂纹扩展长度和允许裂纹尖端落在单元的任意位置,更大程度上摆脱了对于网格的依赖性。最后,通过一个多裂纹扩展算例证实了方法的鲁棒性和正确性。     

新型无网格法(IMLS方形域法)的研究及其应用

根据最新无网格法的前沿研究,提出了一种新型无网格法-IMLS方形域法。该法在场函数近似、权函数选取以及方形域数值积分等方面给出了全新的格式。方法中未知变量的近似采用IMLS技术,局部影响域形状采用方形几何形态。这些技术的具体实施展现了节点布置和数值积分的无网格特点,并自然满足Dirichlet边界条件。该方法可以容易求解偏微分方程初值或边值问题上实现,此外,计算了一维固结问题、二维弹性力学平面问题的算例,所得计算结果证明:该方法是一种具有收敛快、精度高、简便有效的通用方法,在工程中具有广阔的应用前景。     

一种基于罗德里格矩阵的最小二乘迭代坐标转换方法

本文结合罗德里格矩阵公式及其性质,在同等长度基准,即不考虑尺度因子的情况下,推导了基于罗德里格矩阵3参数的空间直角坐标转换模型、其线性化误差方程以及最小二乘迭代的严密公式。通过实测数据计算,不仅验证了该理论的可行性,还表明该算法具有精度高、稳定性强、适用性广,以及很强的理论研究价值等优点。     

基于MLS的数值流形法模拟多裂纹扩展

 含多裂纹的脆性材料在伺服加载下的响应分析对结构进行性能评估具有重要意义。得益于数学覆盖和物理覆盖这两套覆盖系统,数值流形法能够很自然地模拟多裂纹的萌生与扩展。为了更好地模拟二维裂纹的交叉、汇合,采用基于移动最小二乘插值(MLS)的数值流形法(NMM)进行模拟,并对包含裂尖的物理片进行自由度扩充来模拟裂尖的奇异性,裂纹扩展中裂尖可以停留在背景网格的内部。针对多裂纹扩展中的一些数值问题,给出了相应的解决方案,并提出一个简单、能近似满足断裂韧度的多裂纹扩展算法。对几个典型多裂纹算例进行了裂纹扩展分析,结果表明所提算法是有效且鲁棒的。     

基于数值流形法的土质边坡动力稳定性分析

由于对NMM动力作用下边坡的稳定分析研究较少,利用数值流形法（NMM）对这一问题进行了分析研究,引入黏性阻尼来耗散系统的能量,通过算例验证了NMM求解边坡永久位移的有效性;利用地震动力时程分析得到的边坡应力场计算出了边坡的动力安全系数时程曲线,并搜索得到地震时程下最小安全系数及其对应的边坡最危险滑裂面,将该最危险滑裂面模型作为NMM的计算模型进行永久位移的计算且与Newmark法得到的结果进行对比,两者结果相近。结果表明：NMM可有效进行边坡动力稳定分析、模拟计算边坡的永久位移。