收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于实时计算方法的结构动力快速分析方法及其应用研究

黄永辉  
【摘要】: 工程实际和科学研究中所考虑的问题越来越复杂,导致对应的近似数学模型的规模也越来越大。虽然计算机的发展很快,但还是无法满足问题规模增长的需要。因此,研究、发展更先进的数值算法就显得非常重要。理论上要求这种数值算法一方面能够大大减小问题的规模、降低计算分析费用,一方面又能保证解的可靠性、保留原结构的物理属性。实时计算方法就是在这样的背景下应运而生的。本文综述了国内外实时计算方法的研究现状和进展,对实时计算方法进行了研究和改进,实现了结构动力问题的时域和频域快速分析。所做的主要工作如下: 1.针对实践中对结构进行重分析的低效率问题,1)采用敏感度分析方法对结构特征空间进行了实时计算。该方法通过对结构进行敏感度分析,确定结构中最为敏感的参数,由泰勒展式给出结构的固有频率变化与敏感参数变化之间的近似对应关系。从而可以根据所要求得到的固有频率对结构进行修改设计,有利于在对结构进行重分析时避免繁琐的反复求解工作。该方法可以很容易地拓展到实际结构的分析与设计中。2)采用径向点插值方法对结构特征空间进行了实时计算。该方法利用径向点插值方法,在参数域对每一个非样本点的支持域进行过点插值,构造出具有Delta函数性质的插值函数,能够实现参数域场变量的快速插值近似。另外,还实现了其在复合材料层合板的波动特性分析中的快速计算,提出了自适应插值的方法,能有效地控制插值的误差。 2.提出了基于减基法的结构动力分析实时计算方法。针对模态叠加法和直接积分法这两种常用动力平衡方程求解方法,分别提出了对应格式的减基法。对于前者,根据结构整体刚度矩阵和质量矩阵的参数相关特性分别提出了基于标准特征值问题和基于广义特征值问题的快速求解方法。其基本做法是首先建立参数样本,把样本参数对应的截断振型抽取出来构成一个减基空间,并且采用Galerkin映射方法把原特征值问题投影到其中,从而构造出一个减缩降阶了的特征值问题,达到对特征值问题快速求解的目的。对于直接积分法格式的减基法,主要以Newmark为基本求解器。为解决动力响应的时变性给构造样本空间带来的麻烦,把时间也作为一个参数加入到参数空间进行训练,从而构造出与时间无关的减基空间。与前面的做法类似,采用Galerkin映射方法把原Newmark增量式进行投影,得到减缩降阶的Newmark增量式,从而实现动力平衡方程的快速求解。 3.在应用基于减基法的实时计算方法时,对不同形式的参数样本空间采样方法进行了测试,并且提出了预采样方法,用以取代繁琐的参数敏感度分析。对于减基空间的构造,提出了基于贪婪算法的自适应取样方法。其基本做法就是,在参数空间预采样的基础上,从某个预采样样本点开始,把该点作为第一个样本点,把其对应的场变量向量作为第一个基向量对其他的预采样点进行减基近似。把预采样样本的原解集与减基近似的结果相比较,找出减基误差最大的样本点,并把该样本点加入样本空间,如此反复直到收敛。由于此方法在控制误差的基础上自适应地进行减基空间的构造,使得减基空间不至于过大,也不至于过小,从而避免了计算效率与计算精度的取舍问题。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 居荣初;在结构动力分析中对称性条件的利用[J];浙江工业大学学报;1983年02期
2 朱德懋 ,孙久厚;动态有限元模型建立的逆方法[J];南京航空航天大学学报;1986年04期
3 周鸿钧;李庆斌;兰振凯;李宗坤;董跃星;;结构动力分析的特解边界元法研究[J];郑州大学学报(工学版);1991年01期
4 曹奇英,袁云良;试验模态数据传送问题的研究[J];华东船舶工业学院学报;1994年03期
5 杨炳渊,阳华;翼面弹性支承边界参数识别方法的改进[J];上海航天;1996年01期
6 高峰,关宝树;深圳地铁地震反应分析[J];西南交通大学学报;2001年04期
7 张光国;;浅议防空地下室结构设计[J];福建建筑;2007年04期
8 曲乃泗;移轴技巧在结构动力分析中的应用[J];大连理工大学学报;1984年03期
9 李国镇,欧进萍,王跃平;连续体系受平稳随机干扰的动力可靠性分析[J];力学与实践;1987年03期
10 李跃宇;姜弘道;;结构自振特性的边界单元法分析[J];河海大学学报(自然科学版);1990年05期
11 侯顺载,吴冰,阳淼;三峡大坝多层大孔口坝段结构动力分析[J];水力发电;1991年08期
12 魏兆正,刘文廷,尹泽勇,高向群;飞机发动机减速器机匣的静动力分析[J];大连理工大学学报;1995年04期
13 高健;拱坝的静动力分析[J];浙江水利科技;1998年01期
14 赵丽滨,张建宇,王寿梅;精细积分方法的稳定性和精度分析[J];北京航空航天大学学报;2000年05期
15 竺翊明,孙绍述,高明道;摇摆式结构动力分析[J];水运工程;1984年08期
16 曲传军 ,熊建国;地下箱形结构动力分析的一种半解析元法[J];爆炸与冲击;1987年04期
17 D.D.Kana ,S.Huzar ,周海福;用子结构试验结果预测航天飞机阻尼的综合法[J];导弹与航天运载技术;1987年01期
18 高明;港工海工结构动力分析(第一讲)[J];水运工程;1988年10期
19 胡海昌;;结构凝聚动刚度的有效简化方案[J];振动工程学报;1988年03期
20 高明;港工海工结构动力分析(第六讲)[J];水运工程;1989年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩旭;黄永辉;;一种动力响应混合快速分析方法及其在功能梯度材料板瞬态分析中的应用[A];复合材料力学的现代进展与工程应用——全国复合材料力学研讨会论文集[C];2007年
2 钱七虎;;结构动力分析中横向变形波影响的理论分析[A];钱七虎院士论文选集[C];2007年
3 朱玉峰;任文陟;张嘉保;王元占;郭雄明;周立波;;家兔微卫星标记群体遗传变异快速分析方法的建立[A];中国实验动物学会第六届学术年会论文集[C];2004年
4 张伟林;;结构动力分析的几个动态深梁单元[A];第三届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1994年
5 苑春刚;;食品中有毒砷形态快速分析方法[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
6 郎彬;严士超;;简体结构动力分析的样条综合离散子域法[A];第四届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1995年
7 吴桂英;李珠;陈子海;;上部大空间特种结构动力分析[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1998年
8 马洪文;马彪;万耀青;;综合传动装置变速机构振动频率与敏感度分析[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
9 周瑞忠;吴琛;袁文君;;结构动力分析的小波变换与无单元方法[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年
10 周瑞忠;吴琛;袁文君;;结构动力分析的小波变换与无单元方法[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄永辉;基于实时计算方法的结构动力快速分析方法及其应用研究[D];湖南大学;2008年
2 王顺绪;特征值问题的并行计算[D];南京航空航天大学;2008年
3 郭泽英;基于精细算法的短肢剪力墙结构弹塑性动力时程分析[D];西安建筑科技大学;2007年
4 杨成;结构动力分析在基于性能的抗震工程中的应用[D];西南交通大学;2010年
5 马蒙;基于敏感度的地铁列车振动环境影响预测及动态评价体系研究[D];北京交通大学;2012年
6 赵亚平;钢筋混凝土梁损伤诊断的振动模态分析方法[D];中国农业大学;2005年
7 赵金平;大型捆绑式航天结构的动力分析研究[D];清华大学;1991年
8 李永红;结构分析中的实时计算方法研究[D];湖南大学;2008年
9 周平;船舶与海洋结构动力分析中的动态刚度阵法研究[D];大连理工大学;2007年
10 魏立峰;分布式存储环境下矩阵广义特征值问题的并行计算[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄芬;一种基于减基法的结构动力分析实时计算方法[D];湖南大学;2010年
2 陈鹏;基于电路模拟的结构动力分析方法[D];大连理工大学;2012年
3 王正国;计算几个低阶特征对的动力缩聚法的分析和探讨[D];南京航空航天大学;2006年
4 聂永明;对称广义特征值问题的数值求解算法的研究[D];南昌大学;2012年
5 王晓臣;移动荷载作用下梁桥动力响应的数值分析[D];浙江工业大学;2008年
6 李晓鹏;符号化电路敏感度层次化分析方法及其在模拟电路设计优化中的应用[D];上海交通大学;2011年
7 吴春辉;结构矩阵的广义特征值问题的分量型条件数[D];东北师范大学;2013年
8 刘征辉;有粘结预应力砼简支梁的动力有限元程序设计[D];华中科技大学;2007年
9 朱彬;城市地下工程结构抗震分析研究[D];西安科技大学;2005年
10 柳春;计算广义特征值问题亏损特征对PUISEUX展开系数的模态法[D];华东理工大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 吴天鹏 梁春雷;执著书写金色人生[N];中国矿业报;2006年
2 吴天鹏;绿色寻金路[N];地质勘查导报;2006年
3 吴天鹏 李德胜 吕广臣;高技术铺就“金光大道”[N];解放军报;2006年
4 主持人 复旦大学医学院卫生经济教研室 杨莉 胡善联;药物经济学评价中的不确定性因素[N];医药经济报;2003年
5 杨国浓 张彩霞;CVPP方案成本最低[N];医药经济报;2001年
6 吴天鹏 李德胜 吕广臣;高新技术打通寻金路[N];中国黄金报;2006年
7 主持人 复旦大学医学院卫生经济教研室 杨莉 胡善联;药物经济学评价中的不确定性因素[N];医药经济报;2003年
8 国泰君安(香港) 冯丹丹罗磊;中资消费 限价提升经营风险[N];中国证券报;2008年
9 四川省医学科学院·四川省人民医院药剂科 李刚 杨勇;三种ACEI治疗高血压的成本-效果分析[N];医药经济报;2005年
10 归华;年轻白领夫妇如何育儿养家[N];经理日报;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978