粘滞阻尼器减震结构非线性随机振动的时域显式降维迭代随机模拟法

粘滞阻尼器在大型复杂结构减震设计中应用广泛。由于粘滞阻尼器的非线性阻尼力特性,粘滞阻尼器减震结构非平稳随机地震反应分析是一个典型的局部非线性随机振动问题。利用减震结构动力响应时域显式表达式的降维列式优势,仅针对与粘滞阻尼器相关的局部自由度进行非线性迭代计算,提出了局部非线性随机振动问题的时域显式降维迭代随机模拟法,为设置粘滞阻尼器的大型复杂减震结构非线性地震反应分析提供一种高效的随机振动方法。以安装了四个纵桥向粘滞阻尼器的某主跨1200m悬索桥为工程实例,开展E2水准地震激励下的非线性随机振动分析。计算结果显示,设置阻尼器后,主梁的纵桥向位移得到明显控制,降幅达到80%,大桥的关键截面内力也有5%左右的降幅。     

降维变分方法

依据能量原理建立降维变分法,该方法将物体离散为条,在一定约束下,一条独立求解能量极值,可有效简化数值计算,本文研究分条离散方法,极值约束,边界条件处理并给出证明.更重要的,该方法揭示了新的物体形变运动规律.在此也做了分析.     

高维非线性动力学系统降维方法的若干进展

综述近年来非线性动力系统降维理论与方法的研究现状.主要介绍非线性动力系统现有降维方法的基本思想、特点与局限性;这些方法包括: 基于中心流形理论的降维方法, Lyapunov-Schmidt (L-S)方法, 非线性Galerkin方法和本征正交分解技术(proper orthogonaldecomposition, POD)方法;并简单介绍了基于规范形理论和快慢流形动力系统的降维方法.最后提出关于高维非线性动力系统降维的一些新设想,并讨论了今后研究工作的方向.      

基于POD-Galerkin降维方法的热毛细对流分岔分析

作为流动与传热相互耦合的非线性过程, 热毛细对流有着复杂的转捩过程, 探究流场和温度场随参数变化而发生的分岔现象, 是热毛细对流研究的一个重要课题. 基于本征正交分解的POD-Galerkin降维方法可以通过提取特征模态, 构建低维模型, 实现流场的快速计算. 数值分岔方法可以通过求解含参数动力系统的分岔方程, 直接计算稳定解和分岔点. 探究了将直接数值模拟方法、POD-Galerkin降维方法、数值分岔方法的优势结合, 以提高热毛细对流转捩过程分析效率的可行性. 利用直接数值模拟得到的流场和温度场数据, 构建了不同体积比下, 二维有限长液层热毛细对流的POD-Galerkin低维模型, 在低维模型上采用数值积分及数值分岔方法计算了分岔点, 得到了低维方程的分岔图. 在一定参数范围内, 在低维模型上模拟热毛细对流, 对雷诺数和体积比进行参数外推, 通过与直接数值模拟的结果对比, 验证了低维模型的准确性与鲁棒性. 说明了低维方程可以定性反映原高维系统的流动特性, 而定量方面, 由低维模型和直接数值模拟计算得到的周期解频率的相对误差大约为5%. 验证了利用POD-Galerkin降维方法研究热毛细对流的可行性.      

基于局部插值的结构动力模型降阶方法

提出了一种基于局部插值对大型结构有限元模型的特征值问题进行降阶的方法. 该方法通过局部插值将复杂结构的有限元模型中节点的位移用凝聚点的位移插值来表示, 从而得到用插值函数表示的简化基向量, 实现对结构广义特征值问题的降阶. 为了提高降阶模型的精度, 采用非协调元的插值函数作为局部插值函数来弱化凝聚后的结构刚度, 并且在有限元模型上进行逆迭代, 对得到的降阶后的广义特征值问题的特征值和特征向量进行改善. 为了提高模型降阶的效率, 采用规整网格包围整个结构生成均匀的凝聚点, 高效地确定了有限元模型中节点所依附的凝聚点. 最后, 对 3 个机床部件的模态分析验证了提出的简化方法的高效性和可行性.      

动态系统的模型简化方法

本文综述了大系统理论和计算结构动力学中关于动态系统模型简化的方法．分析了它们之间的联系．并对闭环控制系统的模型降维方法及其在动力结构主动控制中的应用提出了一些看法．      

各态历经随机风场的降维模拟

从n V-1D平稳过程的统一源谱分解出发,通过定义正交随机变量集的随机函数,得到了n V-1D平稳过程的谱分解降维模型。在此基础上引入双索引频率,进一步给出了各态历经随机风场的降维模型。利用快速Fourier变换(FFT),模拟了某大跨度桥梁水平向各态历经随机风场。研究表明:降维模型的均值函数严格满足无偏性和各态历经性,相关函数近似满足无偏性和各态历经性;对比分析降维方法与传统MonteCarlo方法的模拟结果,前者的均值误差、标准差误差及自功率谱误差均低于后者,相差范围均在1%左右,验证了本文方法的有效性及优越性。     

强非线性问题的一类能量迭代方法

基于能量原理，引进迭代及最小二乘，研究完全强非线性自治系统的周期解及其稳定性，算例表明，该法精度较高。     

单变量有限元的新思考:精化直接刚度法

对单变量有限元和多变量有限元进行了综合分析和比较。其中包括有限元法的单元的可靠性问题:收敛性,坐标不变性,伪零能模式;单元的性能:计算精度,对畸变网格的适应性及解除闭锁、解的晃动现象等问题。进一步对单变量有限元提出新的思考,用精化直接刚度法发展单变量有限元,使之能兼备单变量有限元与多变量有限元之长,克服两者之短。     

求解多体系统动力学方程的子系统迭代法

提出一种求解多体系统动力学方程的迭代法，将多体系统分割成一个主子系统和一个或多个辅子系统，各子系统通过分割点的位移、速度、加速度和力的协调相联系，从而大大降低了方程的耦合程度、非线性和刚性。文中详细讨论了迭代法的收敛条件。     

框架结构缺损识别的交错迭代法

对具有局部缺损刚度框架结构识别的逆分析问题进行了研究,在采用有限元最小二乘法的基础上,提出了非线性最小化过程的交错迭代方法。算例及分析表明,本文方法是一种精度高、收敛迅速、应用方便的逆分析方法。     

多柔体系统动力学方程一种数值求解方法

本文提出用含有二阶自校正功能的增广法和半隐式Runge-Kutta法相结合求解多柔体系统动力学中的微分-代数型方程。并给出了计算实例和实验验证。     

Comparison of Iterative Methods for Computing the Pressure Field in a Dynamic Network Model

In dynamic network models, the pressure map (the pressure in the pores) must be evaluated at each time step. This calculation involves the solution of a large number of nonlinear algebraic systems of equations and accounts for more than 80 of the total CPU–time. Each nonlinear system requires at least the partial solution of a sequence of linear systems. We present a comparative study of iterative methods for solving these systems, where we apply both standard routines from the public domain package ITPACK 2C and our own routines tailored to the network problem. The conjugate gradient method, preconditioned by symmetric successive overrelaxation, was found to be consistently faster and more robust than the other solvers tested. In particular, it was found to be much superior to the successive overrelaxation technique currently used by many researchers.     

Preconditioned Iterative Methods for Linear Equations Arising from the Boundary Element Method

A precondition for the Gauss–Seidel iterative method to solve a linear system of equations arising from the boundary element method for the Laplace and convective diffusion with first-order reaction problems is presented in this paper. The present precondition is based on the elementary matrix operation. We discuss the effect of the precondition in comparison with the Gauss elimination (GE) method in some numerical experiments.     

Iterative method for large deflection nonlinear problem of laminated composite shallow shells and plates

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｒｅｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｍｏｄｅｒｎｅｎｇｉｎｅｒｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃｓｏｆｃｏｍｐｌｅｘｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｓｂｅｎｈｉｇｈｌｙａｄｖａｎｃｅｄ,ｉ...     

A New Low-Reynolds-Number One-Equation Model of Turbulence

In this study, we propose a new Low-Reynolds-Number (LRN)one-equation model, which is derived from an LRN two-equation(k-ε) model. The derivation of the transport equation, in principle, is based on the assumption that the turbulent structure parameter remains constant. However, the relation for the turbulent structure parameter a ₁(=|− |/k) is modified to account for near-wall turbulence. As a result, the present one-equation model contains a term which takes the near-wall limiting behavior explicitly into account. Thus, the present model provides the correct wall-limiting behavior of turbulence in the vicinity of the wall and can be applied to the analysis of heat transfer. The validity of the present model is tested in channel flows, boundary layer flows with and without pressure gradient, plane wall jet, and flow with separation and reattachment. The calculated results showed good agreement with the direct numerical simulation (DNS) and experimental data. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

A Finite Element Method for 3-D Eddy Current Problems Using an Iterative Approach

An iterative method is proposed for a finite element approximation of three-dimensional eddy current problems. The method is based on an iterative method derived from a perturbation problem of magnetostatic problems. The TEAM model and a transformer model are considered as numerical examples. In both examples, BiConjugate Gradient (BiCG) method is applicable for the complex symmetric linear system arising in each step of the iterative procedure for a rather wide range of the perturbation parameter, and the present results seem to be suitable.     

一种弹性波反演的快速迭代解法

本文研究弹性波反演的数值解法,通过求低频响应值的残差最小和利用有限元及振型分解法计算弹性波正问题的低频响应值,给出了一种弹性波反演的快速迭代解法。该算法允许引入反演参数的约束条件,计算效率很高;尽管一般只能得到弹性波反问题的近似解,但收敛性很好,因此可应用于为其它弹性波反演解法提供较好的初始值。