非对称黏性空气动力学声带模型及其病理喉声源分类

二质量块模型(SH模型)在模拟病理发声时未考虑弹性力对发声系统的影响,也未考虑黏性气流在声门闭合阶段的作用,本文提出一种非对称黏性空气动力学声带模型(ISAC模型)。对非对称振动时的附加弹性系数和弹性形变进行分析,修正质量块所受的碰撞力,随位移量变化调节原始模型中的劲度系数,模拟环甲肌和甲杓肌的张力作用;通过声门倾角变化得到声门处的气流分布,以实现声带壁上的非对称气流压力作用。该模型应用于发声病理诊断,模型仿真和病理喉声源分类识别的实验结果显示,各声门特征参数相对误差不超过1.5%,ISAC模型的加权平均误差低于SH模型,二分类识别率和细分准确率均高于SH模型。      

基于数值子结构方法的结构弹塑性分析

结合震害调研及数值分析可知,结构最终失效可能仅由部分关键构件破坏引起,大部分构件仍处于弹性或小变形状态。因此为提高计算效率,在结构全过程分析中一致采用非线性单元建模并非必要,同时为准确考虑关键构件的非线性响应,本文提出一种新的数值子结构建模策略。进入弹塑性状态后,针对一般钢构件或钢筋混凝土构件采用动态替换子结构方法在单元或截面层次将其替换成非线性单元或非线性截面,并基于OpenSees平台开发了两类新单元予以实现;针对可能发生严重损伤的关键构件,采用隔离子结构方法将其隔离并建立精细化分析模型,考虑主、子结构间不同尺度边界耦合,并推导了切线刚度的传递关系,采用Client/Server技术在OpenSees平台开发了一类新的接口单元予以实现主、子结构之间的信息传递。为验证新开发单元的合理性,分别以钢及钢筋混凝土平面框架结构为例,采用纤维单元、动态替换子结构方法以及隔离子结构方法建模进行静、动力分析。计算结果表明,采用本文提出的动态替换子结构方法与常规建模方法的计算结果完全吻合并且可大幅缩短计算耗时,随着荷载水平的增大,结构中受到动态替换的构件比例急剧增大,计算效率提高程度略有降低,但仍远高于常规模型;采用本文提出的接口单元可准确传递主、子结构间的界面信息,为隔离数值子结构方法在结构弹塑性分析中的应用提供了基础。