线弹性结构非平稳随机振动分析的有限元方法

当前结构分析的有效方法是有限单元法,对于结构动力学问题,将变位、应力等物理量通过Fou-rier变换进行谱分解,在谱分解的形式下推求动力刚度矩阵,这样所得的矩阵和有关方程不能用结构的随机振动问题常用的振型分解法求解.本文提出了一个普遍化的求解方法.文中考虑如地震、风震等外载是如下非平稳随机过程:P(t)={P_i(t)},P_i(t)=α_i(t)P_i0(t),α_i(t)是巳知的时间函数,P_i0(t)是平稳随机过程.本文将有限单元法所得的离散化方程进行Fourier变换,利用随机过程谱分解的正交增量性质推导了激励谱和反应谱之间关系的公式.用这些公式可以寻求反应的互功率谱密度矩阵,再根据反应的统计量进行结构的安全度分析.在本文提出的计算方法中,当α_i(t)=1(i=1.,2,…,n)时方法可以简化为求解平稳过程的特殊情况.在实际应用中可以根据地震、风震记录所得的功率谱密度矩阵,按本文方法用计算机对高层、高耸、大跨度等结构问题进行分析,为了说明计算方法的特点,文中首先考虑单自由度情况,其次考虑多自由度情况,列出几个重要统计量的计算公式,并对数值计算方法和安全度分析作了讨论.     

M-矩阵和逆M-矩阵的Hadamard积(英文)

A=[a_ij]∈M_n和B=[b₍ij(]∈M_n的Hadamard积可表示为AoB=[a_ijb_ij]∈M_n.如果A,B∈M_n是M-矩阵,那么AoB^-1也是M-矩阵.证明了（a）一个非奇异的M-matrix是一对M-矩阵和逆M-矩阵的Hadamard积,同时也证明了（b）一个P-矩阵是两个P-矩阵的Hadamard积.     

Bartlett分解与多元正态总体均值的广义推断

对多个正态总体均值的统计推断是一个古老而令人感兴趣的问题.本文利用样本协方差矩阵的Bartlett分解和广义p-值的概念给出一些关于均值的精确检验.模拟显示这些检验比已有的检验有更高的功效.同时,还根据协方差矩阵的Bartlett分解和样本均值向量,得到一个分布和未知参数无关的统计量,用它可以对多个正态总体共同均值做精确检验.模拟显示,这些检验犯第一错误的概率小于显著性水平,而且有更高的检验功效.     

有限分析系数的精确计算与插值算法

有限分析法是流体计算中一种有效的数值计算方法.但是在解高雷诺数的对流扩散方程时,有限分析系数计算将相当耗时且系数本身将严重失真.本文揭示了上述困难的成因,并提出一种改进算法.首先,建立了一套高精度计算系统,并利用它精确地求出所有基点上被称为“P_e”的函数值.在实际计算中,有限分析系数可通过插值得到的“P_e”值求出.实用算法在保证计算精度的同时,大大提高了有限分析系数的计算速度.     

GL2(Z)上的Catalan方程(英文)

本文研究Catalan矩阵方程和另一个类似的矩阵方程在GL₂(Z)上的可解性,并且得到了它们在GL₂(Z)上的所有解.     

自反矩阵与反自反矩阵的广义逆特征值问题

1引言在振动设计中,往往需要修改一个系统的数学模型的物理参数,这在数学上可以归结为矩阵的逆特征值问题或广义逆特征值问题（见[1]）.例如,下面给出振动系统中刚度矩阵与质量矩阵的校正问题.设ω₁,ω₂,…,ω_m（m≤n）是m个自然频率,φ₁,φ₂,…,φ_m是相应的振型,令Ω²=diag（ω₁²,ω₂²,…,ω_m²）,φ=（φ₁,φ₂,…,φ_m）.设K为待校正的刚度矩阵,M为待校正的质量矩阵,它们满足下列条件（1.1）特征方程Kφ=MφΩ²,     

Toeplitz矩阵填充的四种流形逼近算法比较

 本文提出Toeplitz矩阵填充的四种流形逼近算法。在左奇异向量空间中对已知部分运用最小二乘法逼近,形成新的可行矩阵;并将对角线上的元素分别用均值,l₁范数,l_∞范数和中间数四种方法逼近使得迭代后的矩阵仍保持Toeplitz结构,节约了奇异向量空间的分解时间。最终找到合理的低秩矩阵来逼近未知的高秩矩阵,进而精确地完成Toeplitz矩阵的填充。理论上,分析了在一定条件下算法的收敛性。实验上,通过取不同的采样密度进行数值实验展示了四种算法的优劣。实验结果说明均值算法和l_∞范数算法大多用的时间较少,但是当采样密度和矩阵规模较大时,中间数算法的精度较高。     

双倍维Jacobi矩阵逆问题的改进算法

本文给出了一种解决双倍维Jacobi矩阵逆问题的改进算法.该算法避免了重新构造顺序主子矩阵J_n,也避免了计算尾主子矩阵J_n+1,2n的特征多项式以及特征值,因此本文的改进算法具有更好的稳定性和精度.给出的两个数值实例说明,本文的改进算法是有效的,比现有的几种算法具有更高的精度.     

Bloch型空间上的广义Hilbert算子

设μ是区间[0,1)上的正Borel测度.对α> 0,定义一广义的Hilbert矩阵H_μ,α=(μ_n,k,α)_n,k≥0,其中■.通过该矩阵作用于单位圆盘D上的解析函数■的泰勒系数,可定义一广义的Hilbert算子H_μ,α,使得■.本文给出广义的Hilbert算子H_μ,α(α≥2)是Bloch型空间B_β(0<β<∞)到B_α-1空间上是有界(或紧)算子的充要条件,同时也给出H_μ,α(α>0)是Bloch型空间B_β到一般的Bloch型空间上是有界算子的一个必要条件.     

阻尼陀螺系统的输出反馈控制修正方法

<正>1引言考虑以下阻尼陀螺控制系统M_aq(t)+(G_a+D_a)q(t)+K_aq(t)=Bu(t),(1)其中M_a,G_a,D_a,K_a∈R^n×n分别为质量矩阵、陀螺矩阵、阻尼矩阵以及刚度矩阵,M_a为对称正定矩阵,G_a为反对称矩阵,D_a为对称矩阵,K_a为对称半正定矩阵,且B∈R^n×m为列满秩控制矩阵,u(t)∈R^m为控制向量.     

基于加速梯度算法的高维协方差矩阵估计的研究

稀疏性和正定性是高维稀疏协方差矩阵估计中要保证的两个重要性质.为了保证这两个性质被高效的实现,我们使用一个正定的l₁惩罚来估计高维协方差矩阵,并使用一个有竞争力的加速梯度算法去实现估计.实验结果表明,与其他方法相比,该方法在计算时间、正确率、错误率、F范数等指标上具有较好的表现,同时实现了最优解达到O(1/k~2)的收敛速率.     

上三角算子矩阵的局部谱性质及其应用

本文研究了Banach空间中上三角算子矩阵■∈L(X⊕Y)的局部谱性质,其中A∈L(X),B∈L(Y),C∈L(Y,X),X,Y是无穷维复Banach空间,L(X,Y)表示X到Y的所有有界线性算子.首先考察了MC的单值扩张性,借助于向量值解析函数和解析核等工具给出了集合S(M_C)={λ∈C:M_C在λ没有单值扩张性}的刻画,并得到对任意C∈L((Y,X)等式S(M_C)=S(A)∪S(B)都成立的条件.进一步,研究了M_C的单值扩张性扰动,得到了对于给定A∈L(X),B∈L(Y),等式S(M_C)=S(A)∪S(B)成立时C所需的条件.同时,举例说明了这些条件的合理性.最后,把所得结果运用到上三角算子矩阵的谱和局部谱上,得到了σ(M_C)=σ(A)∪σ(B)和σ_MC(x⊕0)=σ_A(x)成立的条件,并给出了M_C局部谱子空间的一个刻画.     

正态变差系数的经典限

本文推导了正态变差系数的经典精确限.为了满足工程实践的需要,利用Odeh和Owen的计算方法及Brent算法,给出了高精度的可手算的近似限.对不同的置信度γ及样本大小n=1(1)30,40,60,120,样本变差系数ε=0.01(0.01)0.20,计算了正态变差系数的经典精确限表.本文指出,当n≤8,ε≤0.20时,经典精确限C_u略大于Fiducial精确限C_u,F.当n>8.ε≤0.20时.C_u-C_u,F<5×10-6.     

Sylvester与Lyapunov方程向后误差分析

利用矩阵Kronecker积的性质,研究Sylvester矩阵方程Ax YB=C与Lyapunov矩阵方程ATX XA=-Q(Q0)的向后误差,获得了这两类矩阵方程向后误差η(X,Y)与η(X)的精确表达式及其更易计算的上下界.这些结果是对有关文献相应结果的改进与补充.     

一类四元数矩阵三次方程的可解性(英文)

确立了某类分块矩阵[M（₁1） M₁₂ XM₂₁ Y M₂₃Z M₃₂ M₃₃]的最大秩公式,其中,X,Y和Z是三个受限于四元数线性矩阵方程A₁X=C₁,XB₁=C₂,A₂Y=D₁,YB₂=D₂,A₃Z=E₁,ZB₃=E₂的变量矩阵.作为该公式的一项应用,我们推导出上述矩阵方程解集等同于某类四元数三次矩阵方程组A₁X=C₁,XB₁=C₂,A₂Y=D₁,YB₂=D₂,A₃Z=E₁,ZB₃=E₂,XYZ=J解集的条件.     

矩阵谱半径上界的估值及非负矩阵谱半径的一个公式

<正> 本文建立了循环矩阵和非负矩阵谱半径的公式,并提出几个不等式.用这些不等式估计矩阵谱半径的上界,可得到比一般方法更精确的估计,把这些不等式作为矩阵敛散的判据,则可得到比[2]、[3]更精确、应用范围更广的结果.由于估出了谱半径的上界,故能了解矩阵特征值分布的区域.对于估计循环矩阵谱半径的上界,我们提出了一个比较精确的公式,它有时能定出循环矩阵谱半径的上确界.     

稳健可达双曲排斥集

该文通过对一个分段线性满射实施Denjoy-like手术,构造了一簇C¹映射f_α (1 <α <3),使其具有以下性质1)f_α具有一个有正Lebesgue测度的双曲排斥Cantor集A_α,且A_α也是f_α的非正则吸引子;2)吸引子A_α是可达的:吸引盆B(A_α)与A_α的差集B(A_α)A_α具有正Lebesgue测度;3)该簇映射结构稳定:对不同的α与α’,f_α与f_α’拓扑共轭.该手术需要将不连续点爆破,并将不连续点的原像集的所有点替换成开区间.f_α的C¹光滑性由这些区间长度的精确控制以及区间上映射的细致定义保证.     

四元数体Q上的双曲矩阵空间中的若干积分

该文计算了四元数体上的矩阵空间中的一些典型积分.由这些积分,可以得到相应的四元数体上的双曲矩阵空间的体积,这对于相关核函数的计算是有帮助的.     

求解一类非线性互补问题的松弛two-sweep模系矩阵分裂迭代法

本文构造了求解一类非线性互补问题的松弛two-sweep模系矩阵分裂迭代法. 理论分析建立了新方法在系数矩阵为正定矩阵或H₊矩阵时的收敛性质．数值实验结果表明新方法是行之有效的, 并且在最优参数下松弛two-sweep模系矩阵分裂迭代法在迭代步数和时间上均优于传统的模系矩阵分裂迭代法和two-sweep模系矩阵分裂迭代法.     

图的非负广义邻接矩阵的谱半径的一些界（英文）

顶点数为n,边数为m的简单图G的非负广义邻接矩阵定义为U(G)=γAA(G)+γ_II(G)+γ_JJ(G)+γ_DD(G),其中γ_A,γ_I,γ_J,γ_D是一些非负实数,A(G)是图G的邻接矩阵,D(G)=diag(d₁,d₂,…,d_n),I(G)是单位矩阵,J(G)是全1矩阵.本文得到了谱半径ρ_U(G)的一些界,并刻画了达到这些界时的极图.此外还得到了ρ_Aα(G)的新界以及ρ_A(G),ρ_L(G)和ρ_Q(G)的已知界.