《实验物态方程导引》简介

经福谦等编著的《实验物态方程导引》是用实验方法研究具有力学响应特性的物态方程(即所谓狭义的物态方程)的一本专著。     

摄动有限差分方法研究进展

振动有限差分（ＰＦＤ）方法,既离散徽商项也离散非微商项（包括微商系数）,在微商用直接差分近似的前提下提高差分格式的精度和分辨率．ＰＦＤ方法包括局部线化微分方程的摄动精确数值解（ＰＥＮＳ）方法和摄动数值解（ＰＮＳ）方法以及考虑非线性近似的摄动高精度差分（ＰＨＤ）方法。论述了这些方法的基本思想、具体技巧、若干方程（对流扩散方程、对流扩散反应方程、双曲方程、抛物方程和ＫｄＶ方程）的ＰＥＮＳ、ＰＮＳ和ＰＨＤ格式,它们的性质及数值实验．并与有关的数值方法作了必要的比较．最后提出值得进一步研究的一些课题．      

结构动力特性修改的矩阵摄动方法

结构动力特性的修改是结构动态问题研究中的一个重要方面。本文提出了一种计算修改结构动力特性的快速分析方法——矩阵摄动方法,导出了计算任意阶摄动量的求解通式。它可由原结构的实(或复)模态参数和结构参数的修改量快速地求出修改结构的全部实(或复)模态参数并可对修改结构进行响应分析等。文中对阻尼比随结构修改而改变的情况作了充分的考虑。最后例举了一个多自由度梁作为数字例子,并对一实际车床结构作了复摄动分析,分析结果证明了本文方法的正确性并说明了其解决实际问题的有效性。     

渗流问题单参数摄动随机反演方法

在正演随机模拟方法的基础上,结合Taylor展开式和随机变量的摄动方程,讨论了随机参数反演问题,提出了摄动随机反演方法,给出了一阶均值反演准则和二阶均值反演准则,提出了单随机变量的均值和方差的表示方法,计算均值时采用改进的遗传算法,计算方差时采用统计的方法。给出了一个Thies模型反演导水系数的例子,计算表明该方法简单实用,效果良好。     

多自由度系统复模态理论的摄动方法——(一)一阶摄动

除了阻尼矩阵满足一定条件外,有阻尼多自由度线性系统运动方程,在一般情况下不能通过实模态变换而解耦。因此,许多情况下工程结构动力分析需要寻求系统的复模态和复特征值,为此如Foss.Frazy and Bishop等提出的惯用方法又太复杂和不经济。本文采用基于实模态理论的摄动方法,耒求解系统的复模态和复特征值,考虑到阻尼力比惯性力和弹性恢复力要小是符合工程实际的,把系统的模态和特征值按不同的量级展成级数,从而建立起各阶渐近方程,其零阶方程对应于无阻尼系统可按实模态理论求解,如果需要,可按高阶方程逐次求解得到复模态和复特征值各阶渐近修正。本方法不仅计算方便而且经济,其结果易于从零阶和一阶近似中得到复模态和复特征值,对于自由振动运动方程同样可以解耦。利用已得到的一阶复模态的结果,讨论了自由振动和强迫振动问题。文末给出了算例以说明本方法的计算精度。     

基于单元的子区间摄动有限元方法研究

针对区间相关性导致区间扩张的问题,探讨了区间数之间的相关性并给出了降低区间扩张的子区间摄动方法。文中给出了基于单元的子区间摄动有限元计算公式和子区间划分数目的近似计算公式,同时文中讨论了区间有限元计算精度问题,给出了可提高计算效率的一些措施。对桁架结构和平面应力问题梁结构算例分析结果表明文中方法可以达到一定的计算精度,并且是合理可行的。     

多自由度复模态理论的摄动方法(二)——重特征值及高阶摄动

本文是《多自由度复模态理论的摄动方法(一)一阶摄动》[1]的继续,讨论重特征值及高阶摄动修正问题,对于有重特征值的实模态摄动修正已有论述,本文将论述复特征值的修正。一般而言,一阶摄动已有足够精度,但当参数变化范围稍大时,需要二阶或更高阶的摄动修正,Meirovitch等人讨论了无阻尼,非陀螺系统的二阶摄动修正,并用于响应计算。当阻尼系数增大时,复特征值的误差将随之增大。本文将给出二阶摄动修正及任意阶摄动修正,从而得到二阶及二阶以上的复特征值及复特征矢量的近似公式。Aubrun采用Jacobin公式讨论了有阻尼系统的摄动解,给出了一阶及二阶的阻尼,频率修正公式及一阶复模态,但是由于非按照正规的摄动方法来求解,其一阶阻尼系数与本文虽一致,但对频率则无修正,阻尼对复模态的修正也只有虚部而无实部。为了改善收敛速度,本文提出了将阻尼阵中可对角化部分作为与质量,刚度阵同量级列入方程,而不可对角化部分列入一阶摄动量。这种改进的摄动法以复特征值及实振型为零阶近似,从而可以提高精度改善收敛速度,使对阻尼阵作为一阶小量的限制放宽。作为复模态理论摄动法的应用,讨论了陀螺特征值问题。文末并给出了简单的算例。     

小内力平板弹性波散射问题的摄动方法

基于平板小挠度弯曲波动方程,采用摄动方法具有纵向内力作用下的平板开孔弹性波的散射问题进行了研究,得么了传播稳态波时此种平板弯曲波动问题的分析解,分析了均匀纵向内力对弹性波散射结果的影响,作为算例,本文给出了平板圆形开孔的动应力集中系数的数值结果,并对计算结果进行了讨论。     

基于摄动法的不确定性有限元模型修正方法研究

开展了考虑不确定性的有限元模型修正方法的研究。基于摄动法推导了待修正参数均值和协方差矩阵的迭代格式,其中协方差的迭代格式包括是否考虑试验数据与修正参数之间相关性的两种形式。在理论研究基础上开展数值仿真研究,实现了不确定性有限元模型修正的摄动法,并研究了试验数据样本数量对修正误差的影响。仿真结果表明,该方法适用于解决系统参数与试验数据存在不确定性的模型修正问题,试验样本数量对待修正参数标准差的修正精度影响较大;忽略试验模态参数与待修正参数不确定性之间的相关性,能够避免计算二阶灵敏度矩阵,在保证修正结果准确性的前提下减少计算量。     

线性蠕变问题的摄动边界元-有限元方法

本文将摄动、边界元、有限元方法结合起来,提出一种求解线性蠕变问题的新方法。该方法不采用一般增量法中在一个时段内各物理量保持不变或作线性变化的假设,加大了计算步长提高了精度。文中构造了边界元摄动格式,构造了包含钢筋在内的边界元有限元耦合摄动格式,并给出了满意的数值结果。     

奇异摄动方法在输电线非线性振动问题中的应用

同一系统内部快变量和慢变量的同时存在往往引发相异于一般系统的特殊效应,比如输电线的松弛振荡.本文推导了架空输电线具有初始垂度的非线性动力学模型,发现该模型是具有快慢变量耦合的数学模型,应用求解周期运动的奇异摄动方法,得到系统的近似解析解,考察了快慢变量对系统周期运动的影响规律.结果表明解析解较数值解略微偏小,但仍有很好的吻合度,说明本文结果的有效性和正确性.进一步计算表明,随着摄动方法应用过程中近似次数的增加,两解逐次接近.     

多自由度系统复模态理论的摄动方法 (三)非对称系统复特征值问题的摄动迭代法

基于实模态理论和相应特征值计算方法,本文在位形空间中用摄动方法求解非对称系统的复特征值和复模态。为提高精度,增加了一个迭代格式。最后给出算例并讨论了计算精度和收敛性。     

基于有限元分析的特征值反问题求解的逆摄动方法

本文研究特征值反问题的求解方法,根据广义特征值反问题理论和有限元法的特点,以转子系统平面梁单元有限元模型结构分析的特征值反问题求解为例,给出一种新的逆摄动方法,给出了本逆摄动法较完整的理论基础,给出了其逆摄动参数的显式计算公式及相应的取值方法,本逆摄动法也可推广到其他单元类型的有限元模型特征值反问题的求解。     

退化系统本征值、本征向量的摄动计算

本文通过估计参数改变后相重(或相近)本征值对应的本征向量的可能方向,给出了退化系统本征值、本征向量的摄动计算方法.     

SH波作用下各向异性介质中裂缝的侧向扩展摄动方法

本文利用摄动法求解在SH波作用下各向异性介质中半无限长裂缝的侧向扩展问题。摄动参数为裂缝的转向角=k。结果表明,强度因子的零阶摄动解具有O[(k)~2]的精度并指出强度因子与裂缝的长度和扩展速度有关。     

对流扩散方程的摄动有限体积(PFV)方法及讨论

在有限体积(FV)方法的重构近似中,引入数值摄动处理,即把界面数值通量摄动展开成网格间距的幂级数,并利用积分方程自身的性质求出幂级数的系数,同时获得高精度迎风和中心型摄动有限体积(PFV)格式.对标量输运方程给出积分近似为二阶、重构近似为二、三和四阶迎风和中心型PFV格式,这些PFV格式的结构形式及使用基点数与一阶迎风格式完全一致,迎风PFV格式满足对流有界准则;二阶和四阶中心PFV格式对网格Peclet数的任意值均为正型格式,比常用的二阶中心格式优越.用一维标量输运和方腔流动算例说明PFV格式的优良性能,并把PFV方法与性质相近的摄动有限差分(PFD)方法及相关的高精度方法作了对比分析.     

美国《应用力学评论》的查阅方法

概述美国《应用力学评论》(Applied Mechanics Reviews,以下简称为AMR)是美国机械工程师学会(ASME)编辑出版的刊物,创办于1948年,月刊。该刊主要报道应用力学目前水平状况的评述特写、书评、和期刊文摘三个方面的情报。是应用力学领域内二次文献与三次...     

《微分方程的分析力学方法》内容简介

《微分方程的分析力学方法》,梅风翔,吴惠彬著,本书全面系统地论述常微分方程的分析力学方法,包括常微分方程的力学化、降阶法、Hamilton-Jacobi方法、Poisson方法、Noether方法、Hojman方法、场方法、势积分方法、共形不变性、Jacobi最终乘子、Lagrange方法与Birkhoff方法、力学化与稳定性等．     

两种不同摄动算法的优化方法增强门板的抗弯曲刚度

分别采用了两种壳体结构的形状优化算法来提高门板结构的抗弯曲刚度,它们分别是控制算法与敏度算法的壳体珠状优化方法。优化结果表明,对于壳状门板的刚度优化,这两种算法都是采用材料单元的摄动迭代来降低壳单元的最大应变能。两类算法之间的明显不同在于:控制算法在优化完成后会产生典型的珠状结构,而敏度算法产生的珠状结构则更平缓且不明显;同时,对于门板结构刚度的优化计算,控制算法的优化结果将最大单元应变能从1.83×10~(-3)J降低至1.35×10~(-3)J,而敏度算法则降低至1.49×10~(-3)J。因此对于该目标优化方法来说,控制算法更优于敏度算法。