地下工程爆破振动信号能量分布特征的小波包分析

根据爆破振动信号具有短时非平稳的特点 ,利用小波包分析技术对地下工程爆破振动信号的能量分布特征进行了研究。首先 ,简略介绍了小波变换与小波包分析的特点 ;其次 ,基于MATLAB(MaterialsLab oratory)对段药量和爆源距离等不同条件下记录的 8条爆破振动信号进行小波包分析 ,得到了爆破振动信号在不同频带上的能量分布图 ;最后 ,分析了爆破振动信号能量的分布特征。本分析手段为研究地下工程爆破地震效应特别是振动速度 频率相关安全准则提供了一种有效的分析技术。     

基于小波包能量谱爆炸参量对爆破振动信号能量分布的影响

基于现场实测爆破振动数据,根据爆破振动信号具有短时非平稳的特点,采用小波包分析技术对不同爆炸参量(爆心距、最大段药量和微差雷管段数)下产生的爆破振动信号进行小波包能量谱分析,获得了爆破振动信号不同频带的能量分布,研究了不同爆炸参量下的爆破振动信号能量分布特征,从爆破振动信号能量角度探讨了不同爆炸参量下爆破地震波的衰减规律,为研究爆破地震效应提供了一种新的分析技术。     

基于振动测试与小波包分析的结构损伤预警

将结构振动测试技术与小波包分析相结合，提出对振动激励信号与响应信号分别 进行小波包分解并在此基础上计算结构的小波包脉冲响应函数及其小波包能量谱，用以表征 结构动力系统的损伤状态. 通过一钢筋混凝土板静力承载力的振动试验分析，计算该板在不 同受力阶段的小波包脉冲响应函数及其小波包能量谱，在此基础上对板不同受力阶段的损伤 状态进行了判别. 该方法克服了结构动力响应的小波包能量谱不能反映结构损伤状态的缺 点，试验表明所采用的方法是可行的.     

深圳机场软基处理的研究

小波分析是一个国际研究热点．小波包算法结果包含了Ｍａｌａｔ算法结果．小波包原算法是按小波包基顺序排列的，本文提出按频带顺序排列的小波包新算法，数值模拟以及实际应用都说明了它的正确性和优越性．对小波理论的工程化具有重大意义     

小波变换在随机海浪及相关课题中的应用与前景

扼要介绍了小波变换的基本原理及其信号处理功能,综述了应用这一技术处理非平稳过程随机海浪,确定波群和异常波特性,判断波浪破碎,进行入反射分离,分析海洋和湖泊流场以及研究岸滩演变的时空变化过程与气象、海象的相关关系等方面的研究成果.讨论了这一技术在波浪动力特性认识、随机海浪的实验室模拟、波浪与建筑物相互作用研究方面的应用前景.      

基于小波包的爆炸容器振动分析

首先介绍了小波分析与小波包分析的原理和特点,然后给出了实际的爆炸容器振动的实验测试结 果,最后应用小波包分析计算了其振动分量的时频分布情况,并对时频分析结果进行了讨论。分析结果表明, 爆炸容器的振动信号能量分布处于较宽的频带范围,振动能量随时间变化的发展出现剧烈的变化,隔震沟衰 减了信号主要频带范围内97%的能量。     

爆破震动信号的小波分析与HHT变换

以实测的爆破震动信号为例,分别应用小波分析和HHT(Hilbert-Huang Transform)变换从不同方面进行对比分析,讨论了爆破震动信号的特征提取和时频分布。结果表明:小波分析和HHT变换都是处理非平稳信号的两种好方法,都能很好地提取信号的主要特征信息和进行滤波、消噪。然而,小波分析存在选择小波基的困难,而HHT变换不需要预先选择基函数,其EMD（empirical mode decomposition）得到的IMF(intrinsic mode function)能反映原始信号的固有特性,通常具有实际物理意义;小波谱的能量在频率范围内分布较宽,而Hilbert能量谱能清晰地表明能量随时频的具体分布,大部分能量都集中在有限的能量谱线上;小波分析中时间、频率分辨率受Heisenberg测不准原理的限制,而HHT变换中时间分辨率不变且精度很高,其频率分辨率则可随信号内在的特性进行自适应调节。分析表明:HHT变换在分析非平稳信号时较小波分析更具适应性,在岩石中波的传播、衰减规律、结构动态响应特征和爆破震动破坏等研究中有着广阔的应用前景。     

平稳小波在高精度重力仪信号处理中的应用

为有效地消除噪声对重力仪测量数据的影响,提高重力异常测量值的精度,在分析平稳小波多尺度分析原理的基础上,将平稳小波应用到重力仪数据处理中,并与传统小波多尺度分析进行了对比.理论分析和仿真实验表明,平稳小波和传统小波都能在一定程度上抑制噪声对高精度重力仪测量数据的影响,但平稳小波的性能优于传统小波.     

环境激励下基于小波包分析的结构损伤预警方法

将环境荷载激励技术与小波包分析相结合,提出对环境激励下的结构动力响应计算虚拟脉冲响应函数并在此基础上计算结构的小波包能量谱及其损伤预警指标,用以表征结构动力系统的损伤状态.通过Benchmark试验模型模拟结构的多种损伤状态,采集模型在环境激励下结构损伤前后的动力响应,计算了结构损伤预警的小波包能量谱及其损伤预警指标.试验结果表明,环境激励下基于小波包能量谱的结构损伤预警指标具有良好的损伤预警能力,可以准确地判定结构初期损伤的发生.     

转子裂纹识别仿真研究中的小波时频分析方法

谐波共振是识别转子裂纹的重要依据，但由于转子裂纹的弱激励、非线性、非平称稳等特性，导致利用传统信号处理方法不能准确有效地获取系统的谐波共振特性，从而难于识别出裂纹；小波时频分析方法是处理非线性、非平稳信号的强有力工具，将小波时频分析方法引入到裂纹识别的仿真研究中，基于建立的裂纹转子动力学模型，分析了利用小波时频分析方法识别裂纹的可行性。偏心激励转子裂纹故障识别的仿真研究表明了该方法的有效性。     

气固耦合振动叶栅非定常流动分析研究

引入结构动力学方程建立了二维N-S/结构振动耦合方程组,采用双时间法建立了气固耦合方程组的非定常数值求解体系,研究了叶栅间的二维非定常粘性流动及叶栅振动特性。对两种叶型分别计算了不同折合振动频率下的流场,振动叶栅位移随时间变化的曲线表明,采用气固耦合得到的叶栅振动频率与非耦合自振频率相比均有所下降;振动位移-时间曲线在不同振动折合频率下有显著差别。在气固耦合情况下叶栅振动规律及其稳定性与非耦合情形差异较大,因此研究叶栅振动稳定性应当考虑气动/结构的耦合。     

Nonlinear dynamic responses of high-speed railway vehicles under combined self-excitation and forced excitation considering the influence of unsteady aerodynamic loads

The dynamic characteristics of a railway vehicle system under unsteady aerodynamic loads are examined in this study. A dynamic analysis model of the railway vehicle considering the influences of aerodynamic loads was established. The model not only considers the forced excitation effect of unsteady aerodynamic loads but also accounts for the effect of unsteady aerodynamic loads on the change of the wheel–rail contact normal forces as well as changes of the wheelset creep coefficients and creep forces/moments. Therefore, this model also considers the influences of unsteady aerodynamic loads on the self-excited vibration characteristics of the vehicle system. The time-history curves, phase trajectory diagrams, Poincaré sections, and Lyapunov exponents of the vehicle system running on a smooth straight track under unsteady aerodynamic loads were determined. The results show that when the critical speed is exceeded, the vehicle system usually performs quasi-periodic motion under unsteady aerodynamic loads, which is significantly different from the periodic motion under steady aerodynamic loads. In different cases, the amplitude and phase of motion are significantly different. The amplitude of the motions can be increased by more than 159%, and the difference of phase can be up to 173°. (The phase is almost reversed.) The dynamic responses of the vehicle system under unsteady aerodynamic loads contain abundant frequency components, including the frequency of the self-excited vibration, the frequency of the forced excitation, and combinations of their integer multiples. The vibration forms corresponding to the main harmonic components under unsteady and steady aerodynamic loads were compared, and the self-excited vibration component of the vehicle system under unsteady aerodynamic loads was identified. The variations in the critical speed with various parameter combinations were computed. The variation range of the critical velocity can reach 73%.

     

基于三角小波的弹性薄板高精度分析方法

采用同时具有三角函数良好逼近特性和小波多分辨率与局部特性的Hermite插值型三角小波,基于二维张量积三角小波,推导了求解各种不同边界条件下的矩形弹性薄板的弯曲、振动和屈曲问题的统一列式,同时给出了两种提高计算精度的方法一升阶法和多分辨率法。数值算例表明,三角小波法求解弹性薄板的弯曲、振动和屈曲问题时,能方便地处理各类边界条件,计算效果良好;自振特性分析更具优势,升阶法和多分辨率法能有效地提高分析精度。     

基于小波分析的实船水下爆炸船体响应特征

为了研究水下爆炸条件下船体冲击振动响应时频特征,针对某实船非接触水下爆炸实验冲击响应测试实验数据,基于小波分析及能量统计方法对响应信号进行时频特性分析,得到了实船非接触水下爆炸冲击振动响应的时频分布和能量分布。分析结果表明,采用基于小波变换的时频分析方法,可以成功获得船体冲击响应信号不同频率段下的强度、能量和作用时间等时频细节信息,包括响应信号各频段冲击峰值、衰减过程、振动能量及其在全频率段上所占的分数。通过对小波频段能量统计以及冲击强度分析发现,冲击响应能量频段分布较广,主甲板及以下甲板全频段振动能量的80%以上在312.5 Hz以上,上层建筑甲板平台各频段冲击振动能量分数向低频段转移。     

基于小波变换的爆破振动信号能量分布特征分析

为了深入研究爆破地震波特性,应用小波变换方法对具有短时非平稳特点的爆破振动信号进行了能量分布特征分析。根据小波变换的时-频特性和分层分解展开关系,将爆破振动时间历史信号用分层重构信号进行扫描,应用这些信号得到了不同频率带上爆破振动的相对能量分布和振动强度的时间变化规律。爆破振动信号实测结果分析表明,基于小波变换的能量分布特征分析可以更准确地给出爆破振动信号的细节信息。研究结果为分析爆破振动结构安全性提供了新的途径。     

Numerical simulation of interaction of deformable gas-permeable packets of grids with shock waves

A mathematical model that describes a one-dimensional approximation of interrelated processes of unsteady deformation of plane, cylindrical, and spherical packets of metallic woven grids and wave processes in the gas contained in pores is presented. Nonlinear equations of dynamics of two interpenetrating continua are solved numerically with the use of a modified Godunov scheme. Solutions of problems of the shock wave impact on plane and cylindrical packets of grids are obtained. Numerical results are found to agree with available experimental data. The character of explosive waves passing through a cylindrical packet of grids is studied.     

大型转子-基础-地基系统的非线性动力分析

针对实际工程中的大型机组，在线性理论分析基础上，引入转子系统的非线性油膜力项，采用子结构模态综合法，形成一个比较接近实际大型汽轮发电机组的包括陀螺转子-非稳态非线性油膜转承-弹性基础-地基系统的非线性系统计算模型。通过对系统方程进行分块直接积分求解，得到了不同位置的轴承在不同转速和不同转子偏心量下引起的系统非线性动力学现象，为大机组的非线性分析和改进提供较完善的理论分析和计算的基础。     

Improved predictability of two-dimensional turbulent flows using wavelet packet compression

We propose to use new orthonormal wavelet packet bases, more efficient than the Fourier basis, to compress two-dimensional turbulent flows. We define the “best basis” of wavelet packets as the one which, for a given enstrophy density, condenses the L² norm into a minimum number of non-negligible wavelet packet coefficients. Coefficients below a threshold are discarded, reducing the number of degrees of freedom. We then compare the predictability of the original flow evolution with several such reductions, varying the number of retained coefficients, either from a Fourier basis, or from the best-basis of wavelet packets. We show that for a compression ratio of 1/2, we still have a deterministic predictability using the wavelet packet best-basis, while it is lost when using the Fourier basis. Likewise, for compression ratios of 1/20 and 1/200 we still have statistical predictability using the wavelet packet best-basis, while it is lost when using the Fourier basis. In fact, the significant wavelet packet coefficients in the best-basis appear to correspond to coherent structures. The weak coefficients correspond to vorticity filaments, which are only passively advected by the coherent structures. In conclusion, the wavelet packet best-basis seems to distinguish the low-dimensional dynamically active part of the flow from the high-dimensional passive components. It gives us some hope of drastically reducing the number of degrees of freedom necessary to the computation of two-dimensional turbulent flows.