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基于最优加权组合模型及高斯-牛顿法的滑坡变形预测研究 总被引:2,自引:0,他引:2
在对最优加权组合理论和高斯-牛顿法优化非线性模型参数的方法研究的基础上,依托于洒勒山滑坡的实际变形监测资料,建立了该滑坡变形预测的3个非线性预测模型:指数模型、Verhulst模型和灰色GM(1,1)模型;利用最优加权组合理论建立了洒勒山滑坡的最优加权组合预测模型,并运用高斯-牛顿法对各单一模型和组合模型的参数进行了优化。通过对比分析得出:组合模型的预测精度高于任何单一模型的预测精度;参数优化后各单一模型的预测精度都有不同程度的提高;参数优化后的组合模型预测精度是最高的。因此,综合运用最优组合理论和高斯-牛顿法处理滑坡预测预报模型,是提高滑坡预测预报精度的行之有效的方法。 相似文献
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煤层坚硬顶板采用水力压裂技术进行定向弱化可有效控制来压步距,降低事故风险。基于黏聚力模型,利用有限元二次开发建立了压裂前后煤层开采数值计算模型,模拟分析了顶板垮落规律及影响因素,优化裂缝间距设计。结果表明:来压跨距与顶板厚度、强度呈正相关性,与埋深呈负相关性。预制裂缝在拉应力集中区可促进起裂扩展,应全面勘测各岩层位地质参数,利用计算出的应力集中区位置设计裂缝间距,实现经济有效地控制来压步距。 相似文献
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针对陀螺随机漂移时间序列由于非平稳和非线性造成单一预测模型难以准确跟踪其变化趋势的问题,提出了一种基于集合经验模态分解(EEMD)和灰色极端学习机(GELM)的多尺度混合建模方法。首先,利用集合经验模态分解将随机漂移时间序列按照频率高低分解为多个本征模式分量和一个余量;然后针对不同类型时频特性分量选择合适激活函数和隐层神经元数目的GELM分别进行预测;最后,以等权相加的方式得到最终预测结果。将该方法用于某型激光陀螺随机漂移预测中,仿真结果表明:混合预测模型能够准确预测陀螺随机漂移,预测精度比残差GM(1,1)和GELM预测模型分别提高了33.43%和23.47%,可为激光陀螺的漂移补偿、故障预报和可靠性诊断提供依据。 相似文献
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事先建立一个低阶的非线性、非定常气动力模型是开展非线性流场中气动弹性问题研究的一个捷径. 基于CFD方法, 通过计算结构在流场中自激振动的响应来获得系统的训练数据. 采用带输出反馈的循环RBF神经网络, 建立时域非线性气动力降阶模型.耦合结构运动方程和非线性气动力降阶模型, 采用杂交的线性多步方法计算结构在不同速度(动压)下的响应历程, 从而获得模型极限环随速度(动压)变化的特性. 两个典型的跨音速极限环型颤振算例表明, 基于气动力降阶模型方法的计算结果与直接CFD仿真结果吻合很好, 与后者相比其将计算效率提高了1~2个数量级. 相似文献
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非线性刚度不平衡转子径向碰摩动力学研究 总被引:2,自引:0,他引:2
以线性项和立方项之和来表示转轴材料的物理非线性因素,建立了考虑非线性油膜力和非线性刚度的轴转子系统的动力学模型,利用数值积分法对转子系统由于局部碰摩故障导致的非线性动力学行为进行了研究,发现此类非线性振动系统具有倍周期分岔、拟周期和混沌等复杂的动力学行为,为此类系统的安全运行和有效识别转子故障提供了理论参考。 相似文献
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加权函数组合预测边坡变形模型的研究 总被引:1,自引:0,他引:1
边坡变形监测是边坡监测的主要内容之一,其变形预测问题是边坡工程中主要技术难题之一。考虑边坡位移变形预测模型的局限性,如神经网络预测方法需要大量的实测数据作为学习样本,灰色系统模型要求原始数据序列必须满足指数规律,且数据序列变化速度不能太快等。建立了边坡变形反向传播神经网络预测模型,同时给出了灰色GM(1,1)边坡预测模型。提出边坡的神经网络与灰色系统加权函数组合预测模型,采用动态规划解法,将原模型转化为多阶段决策问题,使组合预测误差的平方和最小,得到组合权重,这样得到的变形预测结果的精度将大大提高,弥补了单一方法的局限性,满足工程预测的需要。通过边坡实例加以验证,加权函数组合预测模型的预测结果精度有一定提高,能够与实际监测数据相吻合,达到准确预测的目的。 相似文献
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超磁致伸缩换能器系统动力学特性分析 总被引:1,自引:0,他引:1
根据第一压磁理论建立超磁致伸缩换能器系统含有平方、立方项非线性动力学模型,利用非线性振动近似解析方法对换能器系统进行分析,揭示了换能器系统非线性特性。利用基于MAT-LAB/Simulink的系统仿真理论,建立换能器系统动态仿真模型,发现换能器系统在一定参数下存在着混沌现象。通过数值模拟的方法对换能器系统做深入的理论分析,得出系统在不同参数下存在着倍周期、倒倍周期分岔等复杂非线性现象。本文的分析结果表明,超磁致伸缩材料的弹性模量、压磁系数、相对磁导率和系统阻尼系数等参数是超磁致伸缩换能器系统动力学特性的主要影响因素。 相似文献
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利用灰色模型预测巷道围岩变形 总被引:7,自引:1,他引:7
利用灰色系统理论,用少量的非等时的实测数据,建立非等时的灰色GM(1,1)模型,同时将实测数据经拉格朗日插值后形成等时时序,建立等时的灰色GM(1,1)模型,通过模型预测结果的比较,得到了在利用灰色模型进行巷道围岩变形预测时比较理想的模型。 相似文献
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The suppression of vibration amplitudes of an elastically-mounted square prism subjected to galloping oscillations by using a non-linear energy sink is investigated. The non-linear energy sink consists of a secondary system with linear damping and non-linear stiffness. A representative model that couples the transverse displacement of the square prism and the non-linear energy sink is constructed. A linear analysis is performed to determine the impacts of the non-linear energy sink parameters (mass, damping, and stiffness) on the coupled frequency and onset speed of galloping. It is demonstrated that increasing the damping of the non-linear energy sink can result in a significant increase in the onset speed of galloping. Then, the normal form of the Hopf bifurcation is derived to identify the type of instability and to determine the effects of the non-linear energy sink stiffness on the performance of the aeroelastic system near the bifurcation. The results show that the non-linear energy sink can be efficiently implemented to significantly reduce the galloping amplitude of the square prism. It is also shown that the multiple stable responses of the coupled aeroelastic system are obtained as well as the periodic responses, which are dependent on the considered non-linear energy sink parameters. 相似文献
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非线性有限元分析的非协调模式及存在的问题 总被引:1,自引:0,他引:1
利用非协调模式提高非线性有限元分析广泛采用的低阶单元的精度和性能,是国际计算力学界研究的热点和难点.阐述了国际上在非线性有限元分析中已广泛采用的增广假设应变法方法(the enhanced assumed strain, EAS)的基本原理,详细讨论了非协调模式用于非线性有限元分析保证收敛、稳定的条件及增广假设应变场插值函数的构造方法.介绍了国内学者关于几何非线性非协调模式的研究方法和研究成果: (1)从Hellinger-Reissner广义变分原理出发,提出了几何非线性非协调模式的收敛条件,并采用非线性计算的若干简化措施建立几何非线性非协调元的简化模型;(2)一类放松单元间协调要求的非线性广义变分原理,对几何非线性问题可以选择事先无协调约束的非协调函数建立非协调元,收敛性可以保证,并根据此非线性广义变分原理可建立C$^1$或C$^0$类几何非线性广义杂交元,C$^1$或C$^0$类精化杂交元和精化直接刚度法.指出了EAS方法用于非线性有限元分析存在的问题,即本构关系和求解方法的限制,并对非协调元应用于非线性有限元分析提出了展望. 相似文献
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王朝阳〓许〓强〓杨建英 《力学学报》2010,18(2):178
滑坡预报模型主要用来预报滑坡发生的时间,但是如何检验效果是滑坡预报者和决策者面临的一个重要课题。本文通过提出滑坡拟合效果指标(包括后验差指标、模型拟合效率指数和均方根误差)和试预报效果指标(包括试报效果指标和相关系数指标),初步建立了滑坡的预报质量检验模型。依据建立的检验模型,针对链子崖危岩体监测资料分别采用灰色GM(1, 1)数学模型、三次指数平滑模型和时间序列模型进行预报。预报结果表明:三种模型中,综合指标GM(1, 1)数值最高,建议该滑坡采用GM(1, 1)进行预报。通过模型的综合分析评判,不仅分析了模拟效果,而且直接比较了模型间的拟合效果,并为建立模拟效果好的模型提供了充分的依据,从而表明滑坡预报质量检验模型是一种有效、实用的方法。
相似文献
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Ben R. Hodges Francisco J. Rueda 《International Journal of Computational Fluid Dynamics》2013,27(9):593-607
The unsteady shallow-water equations for barotropic/baroclinic (free-surface/density-stratified) flows with non-linear coupling of density transport and momentum are solved using a family of two-time-level, semi-implicit predictor–corrector methods (PC2). The PC2 methods are a general family that includes the popular TRIM method for hydrostatic flows. PC2 is characterised by four ‘θ’ parameters controlling the time ‘n’ and ‘n + 1’ weighting of (1) free surface gradient, (2) predictor step, (3) baroclinic gradient and (4) density temporal interpolation. Stability of the non-linear coupling between momentum and density transport for PC2 is examined in the inviscid limit. Central difference and quadratic (QUICK) spatial interpolation for density are compared. Second-order temporal accuracy for both barotropic and baroclinic flows is simultaneously obtained with appropriate θ parameters, which has previously been shown to be impractical for TRIM. The 2nd-order PC2 method has near-neutral non-linear stability (slightly positive amplification factor) where linear theory predicts exactly neutral stability. QUICK is shown to be preferable to central difference spatial discretisation to reduce the amplification factor. Adjusting the baroclinic weighting or adding small artificial viscosities can stabilise the model for non-linear internal wave simulations. 相似文献
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The present investigation deals with the dynamics of a two-degrees-of-freedom system which consists of a main linear oscillator and a strongly non-linear absorber with small mass. The non-linear oscillator has a softening hysteretic characteristic represented by a Bouc-Wen model. The periodic solutions of this system are studied and their calculation is performed through an averaging procedure. The study of non-linear modes and their stability shows, under specific conditions, the existence of localization which is responsible for a passive irreversible energy transfer from the linear oscillator to the non-linear one. The dissipative effect of the non-linearity appears to play an important role in the energy transfer phenomenon and some design criteria can be drawn regarding this parameter among others to optimize this energy transfer. The free transient response is investigated and it is shown that the energy transfer appears when the energy input is sufficient in accordance with the predictions from the non-linear modes. Finally, the steady-state forced response of the system is investigated. When the input of energy is sufficient, the resonant response (close to non-linear modes) experiences localization of the vibrations in the non-linear absorber and jump phenomena. 相似文献