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基于改进四阶辛-谱元的三维宽频带地震动数值模拟方法
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作者 巴振宁 寇阔 +1 位作者 赵靖轩 张郁山 《力学学报》 北大核心 2025年第9期2192-2208,共17页
基于确定性物理模型的震源-传播-场地全过程地震动模拟是目前地震工程的重要研究方向,然而随着模拟频率的不断提高,对目前数值模拟方法中显式时间积分算法的计算精度和效率提出了双重挑战.文章提出了一种融合四阶PEFRL(position extende... 基于确定性物理模型的震源-传播-场地全过程地震动模拟是目前地震工程的重要研究方向,然而随着模拟频率的不断提高,对目前数值模拟方法中显式时间积分算法的计算精度和效率提出了双重挑战.文章提出了一种融合四阶PEFRL(position extended Forest-Ruth like)辛积分与谱元法(spectral element method,SEM)的三维高效数值模拟方法,旨在突破现有SEM中在宽频带模拟中精度、稳定性和效率上的瓶颈问题.其中,PEFRL算法通过优化传统Forest-Ruth算法的步进策略,将加速度求解次数由5次降至4次,并采用位移-速度交替更新机制,能够有限降低内存需求与计算成本.将提出的方法针对均匀、多层与盆地半空间模型,分别与二阶的Newmark和四阶的Runge-Kutta时间积分算法计算的结果进行对比.数值实验表明,随着模型复杂和模拟频率的上升,改进后的PEFRL-SEM方法精度提升效果愈加显著.针对半空间模型、多层介质模型与盆地模型模拟的时程结果相位相对误差分别降低16.7%,20.7%和21.3%,能量相对误差分别降低20.6%,22.3%和24.7%;针对10 Hz半空间模型模拟工况,相位相对误差和能量相对误差分别降低55.4%和36.3%,计算效率较LDDRK算法最高可提升约33%.进一步,将该方法成功应用于1994年北岭MW6.7地震的三维宽频带(0~10 Hz)地震动模拟,模拟结果与观测记录在振幅及频谱特征上均表现出良好一致性.该方法有效解决了宽频带地震动场模拟的稳定性与计算效率的问题,显著提升了宽频带强地震动场模拟在地震工程领域的实用性,为区域地震危险性分析与工程抗震评估提供了一种高精度、高效率宽频带地震动模拟方法. 展开更多
关键词 谱元法 辛方法 宽频带模拟 确定性地震动模拟 显式时间积分算法
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面向大型结构实时计算的显卡加速显式非线性振型叠加法
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作者 王贞 黄健君 +2 位作者 武文斌 吴斌 徐小洋 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第5期154-163,共10页
该文针对具有局部耗能非线性的大型桥梁结构的实时计算问题,提出了一种图形处理器(graphics processing unit,GPU)加速的显式非线性振型叠加法(explicit nonlinear mode superposition method,ENMS)。该方法视非线性反力为外荷载,采用... 该文针对具有局部耗能非线性的大型桥梁结构的实时计算问题,提出了一种图形处理器(graphics processing unit,GPU)加速的显式非线性振型叠加法(explicit nonlinear mode superposition method,ENMS)。该方法视非线性反力为外荷载,采用振型叠加法对单积分步线性运动方程进行解耦,并采用显式逐步积分法求解,避免了运动方程迭代求解,利用了振型叠加法的快速计算优势,大幅提升计算效率。针对方程已经解耦的特征,利用GPU加速计算,进一步提升计算效率。某大跨度斜拉桥数值仿真研究表明:对于存在局部非线性的大型多自由度结构,该方法可利用Midas Civil导出的参数方便地进行动力响应求解,结果精度高;对于黏滞阻尼器的指数阻尼Maxwell模型,二分法能够准确求解阻尼力,较好地解决非线性阻尼器建模问题;GPU加速可显著提升显式非线性振型叠加法计算效率。 展开更多
关键词 大型桥梁结构 局部非线性 非线性振型叠加法 显式积分算法 GPU加速计算 实时计算分析
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一种具有可控数值阻尼的无条件稳定半显式积分算法
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作者 傅博 张付泰 +1 位作者 张清凯 陈瑾 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第2期113-121,共9页
结构模型经过有限元方法空间离散化处理之后,可能引入虚假的高频分量,这部分高频分量会对结构的动力响应求解带来不利影响。为此,需要引入算法的数值阻尼有效地抑制这部分虚假的高频分量。使用半显式算法格式,通过匹配隐式ρ_(∞)-Bath... 结构模型经过有限元方法空间离散化处理之后,可能引入虚假的高频分量,这部分高频分量会对结构的动力响应求解带来不利影响。为此,需要引入算法的数值阻尼有效地抑制这部分虚假的高频分量。使用半显式算法格式,通过匹配隐式ρ_(∞)-Bathe算法放大矩阵的特征方程系数,提出一种具有可控数值阻尼的无条件稳定半显式积分算法,记为NSE(New Semi-Explicit)-ρ_(∞)算法,新算法通过两个自由参数ρ_(∞)和γ控制算法的数值阻尼,并且无需对结构运动方程进行加权处理。对新算法的稳定性、精度、周期延长和振幅衰减等数值特性进行分析,结果表明,新算法对于线弹性体系和非线性刚度软化体系均为无条件稳定。通过具有代表性的数值算例,将新算法与两种具有可控数值阻尼的无条件稳定显式积分算法进行对比,证明新算法能够更加有效地抑制虚假高频分量。 展开更多
关键词 积分算法 显式 稳定 数值阻尼 结构动力学
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智慧交通视域下乘用车系统集成化设计研究 被引量:1
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作者 陈旭辉 刘宗明 雍乐瑶 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第22期392-400,451,共10页
目的为完善“智慧交通”系统下乘用车设计思维模型,提升传统设计思维方法的客观性和可操作性研究,建立人车共存创新机制。方法研究以“智慧交通”体系为基准,以“聚”系统视角为核心,将天、地、人、车等相关因素集成融合并借鉴交叉学科... 目的为完善“智慧交通”系统下乘用车设计思维模型,提升传统设计思维方法的客观性和可操作性研究,建立人车共存创新机制。方法研究以“智慧交通”体系为基准,以“聚”系统视角为核心,将天、地、人、车等相关因素集成融合并借鉴交叉学科,制定“智慧交通”集成化系统设计创新发展范式及未来智能汽车可成长式设计质量应用方案。结果提出“智慧交通”集成化系统创新关联性即:显性关联、隐性关联、人机协同创新关联。结论伴随着相关影响因素样本的不断完善及探测通道的持久深入,智能汽车系统集成化创新质量管理研究可有效提升智能汽车持续性探索机制,也为相关专业理论集成及系统优化提供参考。 展开更多
关键词 智慧交通 集成化 显性 隐性 共存
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基于因素空间理论的扫类连环多分类算法
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作者 曾繁慧 王莹 +1 位作者 汪培庄 孙慧 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第1期111-118,共8页
为解决多分类问题,基于因素空间理论中因素显隐的思想,在扫类连环分类算法基础上,定义类别的合并,提出因素显隐的合并扫类连环分类方法,给出算法步骤,并用数值算例进行分析;定义类别的两两组合,提出因素显隐的两两扫类连环分类方法,给... 为解决多分类问题,基于因素空间理论中因素显隐的思想,在扫类连环分类算法基础上,定义类别的合并,提出因素显隐的合并扫类连环分类方法,给出算法步骤,并用数值算例进行分析;定义类别的两两组合,提出因素显隐的两两扫类连环分类方法,给出算法步骤,并用数值算例进行分析。提出采用因素显隐的差额绝对值方法解决两个算法执行过程中出现的决策类别分不开的问题;对UCI数据集中3个实例与支持向量机作了算法对比分析,研究结果表明:提出的合并扫类连环分类方法、两两扫类连环分类方法实现了因素显隐,分类算法的精确度优于支持向量机。多分类学习的因素显隐研究结论拓展了因素空间的理论及应用研究。 展开更多
关键词 因素空间 因素显隐 扫类连环分类算法 合并扫类连环分类算法 两两扫类连环分类算法 差额绝对值法
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三维地质建模技术与方法综述 被引量:23
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作者 郭福钟 郑博文 +4 位作者 祁生文 李航 朱焕春 岳云艳 谢焕忠 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期1143-1153,共11页
三维地质建模是起源于工业领域计算机图形学引用到地学领域形成的三维数字化技术,地质体轮廓不规则性、特性的空间不均匀性、已知数据的稀疏性和认识过程的反复性决定了三维地质建模对图形几何算法和渲染技术的特殊要求,也决定了与其他... 三维地质建模是起源于工业领域计算机图形学引用到地学领域形成的三维数字化技术,地质体轮廓不规则性、特性的空间不均匀性、已知数据的稀疏性和认识过程的反复性决定了三维地质建模对图形几何算法和渲染技术的特殊要求,也决定了与其他领域三维技术如GIS和BIM之间存在的基础性差别。针对我国基础建设领域工程地质三维地质建模技术类型繁多、良莠不齐的现实,本文系统性地阐述了三维地质建模的基础理论与核心技术、建模方法、应用功能实现与展望:(1)三维地质建模以离散数学理论为基础,插值算法是其中最关键的核心技术,文中介绍和对比分析了离散光滑(DSI)和克里金两种插值方法,从原理和应用的角度论证了DSI具有更好的适应性;(2)显式和隐式建模方法是核心技术针对不同场景形成的三维地质建模的通用方法,在工程地质领域分别适合于勘探为主和物探为主的情形,文中结合应用案例阐述了各自的特点;(3)应用功能是显式和隐式建模方法针对不同特点的地质体的应用方式,其中的通用型功能针对地层和构造等所有地学领域都涉及的地质体,定制化功能则针对行业关心的特定地质体(如水电行业的深切河谷岸坡卸荷带)且以提高建模效率为主要目的。本文通过对三维地质建模技术的阶段性总结,为未来发展提供有价值的技术指引,并将为三维工程地质体结构的透明化表征提供重要的技术支撑。 展开更多
关键词 工程地质 三维地质建模 插值算法 显式建模方法 隐式建模方法
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车辆-轨道非线性耦合系统显隐式求解算法的收敛性分析
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作者 秦佳良 刘林芽 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期113-119,共7页
针对车辆-轨道非线性耦合系统的动力学方程联立求解过程,将车辆和轨道分别考虑为2个子系统,通过2个子系统之间的位移协调和轮轨非线性接触力耦合,再结合显隐式积分格式,提出车辆-轨道非线性耦合系统的分离迭代和分离同步两种求解方法,... 针对车辆-轨道非线性耦合系统的动力学方程联立求解过程,将车辆和轨道分别考虑为2个子系统,通过2个子系统之间的位移协调和轮轨非线性接触力耦合,再结合显隐式积分格式,提出车辆-轨道非线性耦合系统的分离迭代和分离同步两种求解方法,通过算例验证了两种方法的正确性,并对两种求解方法的收敛性进行了对比分析。计算结果表明:显隐式分离迭代法和显隐式分离同步法的最大有效时间步长分别是0.5、0.1 ms;在时间步长较大时,采用Aitken加速法可以起到增强显隐式分离迭代法的计算稳定性的作用,但Aitken加速法的作用会随着时间步长的减小而变小;相同时间步长下显隐式分离同步法的计算效率要比显隐式分离迭代法高,但可以通过选用较大的时间步长来提高显隐式分离迭代法的计算效率。 展开更多
关键词 车辆-轨道非线性耦合系统 显隐式积分 分离迭代法 分离同步法 Aitken加速法
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一种适用于分布式发电系统的显式—隐式混合积分算法 被引量:7
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作者 王成山 彭克 +2 位作者 李琰 武震 孙充勃 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第19期28-32,共5页
针对分布式发电系统的典型特征,提出了一种适用于分布式发电系统的显式—隐式混合积分算法。分布式发电系统中电力电子元件具有较快的动态特性,而分布式电源本身如燃料电池、风机、微型燃气轮机、蓄电池等动态响应较慢,根据这一特性设... 针对分布式发电系统的典型特征,提出了一种适用于分布式发电系统的显式—隐式混合积分算法。分布式发电系统中电力电子元件具有较快的动态特性,而分布式电源本身如燃料电池、风机、微型燃气轮机、蓄电池等动态响应较慢,根据这一特性设计了算法的划分原则,针对快动态电力电子元件采用隐式积分算法,针对慢动态分布式电源采用显式积分算法,同时兼顾了显式积分算法计算速度快,隐式积分算法数值稳定性好的优点,且对微电网变结构操作具有较好的适应性。最后,在仿真平台上验证了所提出算法的正确性与有效性。 展开更多
关键词 分布式电源 刚性系统 积分算法 暂态仿真 显式积分 隐式积分
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三维土-结构动力相互作用的一种时域直接分析方法 被引量:15
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作者 陈少林 唐敢 +1 位作者 刘启方 丁海平 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2010年第2期24-31,共8页
本文提出了一种分析三维土-结构动力相互作用的时域直接方法。该方法采用集中质量显式有限元和透射人工边界模拟无限域地基,通过编制的FORTRAN程序实现;采用ANSYS软件对上部结构进行建模分析,并通过FORTRAN程序对ANSYS软件的调用,实现... 本文提出了一种分析三维土-结构动力相互作用的时域直接方法。该方法采用集中质量显式有限元和透射人工边界模拟无限域地基,通过编制的FORTRAN程序实现;采用ANSYS软件对上部结构进行建模分析,并通过FORTRAN程序对ANSYS软件的调用,实现了土与结构系统在地震作用下的整体分析。该方法为显隐式相结合的方法,地基和上部结构可采用不同的时间步距进行分析,可大大提高效率。通过两算例,验证了该方法的可行性。 展开更多
关键词 土-结构动力相互作用 人工边界 显隐式方法 ANSYS软件
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板材无压边多点成形中回弹的数值模拟 被引量:13
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作者 陈喜娣 蔡中义 李明哲 《塑性工程学报》 CAS CSCD 2003年第5期9-13,共5页
回弹是板材无压边多点成形中必须解决的问题。本文采用显一隐式算法,对回弹进行数值模拟,采用动态显式算法模拟板材成形过程,隐式算法模拟卸载回弹过程。对不同板厚、不同变形量的圆柱面、球面、马鞍面的无压边多点成形过程进行数值模拟... 回弹是板材无压边多点成形中必须解决的问题。本文采用显一隐式算法,对回弹进行数值模拟,采用动态显式算法模拟板材成形过程,隐式算法模拟卸载回弹过程。对不同板厚、不同变形量的圆柱面、球面、马鞍面的无压边多点成形过程进行数值模拟,得出了回弹趋势和回弹分布,这些结果对多点成形技术的工程应用,具有重要的参考价值和指导意义。 展开更多
关键词 板材 多点成形 回弹 显—隐式算法
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高中数学教材中数学史分布的特征和模式研究——以北师大版数学必修教材为例 被引量:29
11
作者 罗新兵 魏金英 +1 位作者 刘阳 恩斯特姆 《数学教育学报》 北大核心 2012年第1期30-33,共4页
在北师大版高中数学必修教材中,数学史的有关内容共有22处.这些数学史的内容分别出现在正文、例题、习题和阅读材料中,其中阅读材料占63.64%.数学史的内容主要是数学家生平、历史名题以及与数学史有关的其他材料,而且主要以文字呈现.数... 在北师大版高中数学必修教材中,数学史的有关内容共有22处.这些数学史的内容分别出现在正文、例题、习题和阅读材料中,其中阅读材料占63.64%.数学史的内容主要是数学家生平、历史名题以及与数学史有关的其他材料,而且主要以文字呈现.数学史融入数学教学有两种设计模式:显性融入和隐性融入,显性融入又可分为由数学知识引出数学史和由数学史引出数学知识两种方式。 展开更多
关键词 数学史 数学教材 设计模式 显性融入 隐性融入
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板料成形数值模拟的有限元模型及应用Ⅰ——二维截面和三维实体单元 被引量:5
12
作者 王金彦 陈军 +1 位作者 孙吉先 李明辉 《塑性工程学报》 CAS CSCD 2004年第6期16-19,共4页
本文回顾了板料成形数值模拟的二维截面和三维实体单元模型研究发展概况 ,阐述和比较了用于板料成形数值模拟几个典型有限元模型的性能和特点 。
关键词 有限元模型 自锁 沙漏 隐式算法 显式算法
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非饱和土水-力本构模型及其隐式积分算法 被引量:12
13
作者 刘艳 韦昌富 +1 位作者 房倩 陈盼 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期365-370,406,共7页
在已有工作基础上建立了水力-力学耦合的非饱和土本构模型,在硬化方程中考虑饱和度的影响,同时在土水特征曲线中考虑了塑性体变的影响,从而使模型可以反映非饱和土中的毛细现象与土中弹塑性变形现象的耦合行为。采用隐式积分方法,建立... 在已有工作基础上建立了水力-力学耦合的非饱和土本构模型,在硬化方程中考虑饱和度的影响,同时在土水特征曲线中考虑了塑性体变的影响,从而使模型可以反映非饱和土中的毛细现象与土中弹塑性变形现象的耦合行为。采用隐式积分方法,建立了非饱和土耦合模型的数值模型,并推导了得到了水力-力学耦合的非饱和土的一致切线模量。利用该算法编制了本构模型计算的子程序,使其能向外输出切线刚度矩阵,用于有限元计算。为了验证该算法和程序的正确性,用所编制程序对不同路径下的土体行为进行了预测。通过预测结果与试验结果相对比,表明程序预测结果与试验数据相吻合,模型可以较好地模拟土体的水力-力学耦合行为特性。 展开更多
关键词 非饱和土 本构模型 隐式积分算法
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基于Drucker-Prager准则的岩石弹塑性损伤本构模型研究 被引量:54
14
作者 袁小平 刘红岩 王志乔 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1103-1108,共6页
大多数岩石材料软化本构模型在硬化函数中引入塑性内变量来表示材料的硬化/软化性质,但并不能反映岩石微裂隙损伤对材料力学性能的影响及单轴拉伸和压缩所表现的初始屈服强度f0与屈服极限fu的差异。基于D-P准则同时考虑塑性软化及损伤软... 大多数岩石材料软化本构模型在硬化函数中引入塑性内变量来表示材料的硬化/软化性质,但并不能反映岩石微裂隙损伤对材料力学性能的影响及单轴拉伸和压缩所表现的初始屈服强度f0与屈服极限fu的差异。基于D-P准则同时考虑塑性软化及损伤软化,建立岩石类材料的弹塑性本构关系及其数值算法。塑性屈服函数采用Borja等的应力张量的硬化/软化函数,反映塑性内变量及应力状态对硬化函数的影响;由于岩石损伤软化是微裂隙扩展所导致的体积膨胀引起的,因此,提出用体积应变表征岩石损伤变量的演化,并用回映隐式积分算法编制了岩石的弹塑性损伤本构程序。对单轴压缩及拉伸荷载作用下的岩石材料试验进行数值模拟,结果表明,所提出的岩石弹塑性损伤本构模型可以较好地符合岩石材料的力学特性。 展开更多
关键词 本构模型 D-P准则 塑性软化 损伤软化 隐式积分算法
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板料成形数值模拟有限元求解算法 被引量:6
15
作者 陆璐 王辅忠 王照旭 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期111-115,共5页
正确选用有限元求解算法是成形模拟成功的关键技术之一。阐述了板料成形数值模拟的4种有限元求解算法,即静力隐式算法、动力显式算法、静力显式算法和一步成形法,并对这4种算法进行了论述和比较,介绍了其在实际中的应用,探讨了在板料成... 正确选用有限元求解算法是成形模拟成功的关键技术之一。阐述了板料成形数值模拟的4种有限元求解算法,即静力隐式算法、动力显式算法、静力显式算法和一步成形法,并对这4种算法进行了论述和比较,介绍了其在实际中的应用,探讨了在板料成形模拟中如何选择有限元算法进行可靠、高效的有限元分析。 展开更多
关键词 板料成形 有限元 静力隐式算法 动力显式算法 静力显式算法 一步成形法
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一个新的显式算法及其在转子动力学中的应用 被引量:7
16
作者 于开平 李进旺 +1 位作者 杨利芳 邹经湘 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期110-114,共5页
通过引入5个自由参数进行算法设计,提出了一个新的用于线性、非线性动力响应数值计算的显式算法。基于有限差分分析理论对算法进行了设计和分析,结果表明算法的显式特性不需要阻尼矩阵对角化的假设,还具有一定的算法阻尼,这优于传统的... 通过引入5个自由参数进行算法设计,提出了一个新的用于线性、非线性动力响应数值计算的显式算法。基于有限差分分析理论对算法进行了设计和分析,结果表明算法的显式特性不需要阻尼矩阵对角化的假设,还具有一定的算法阻尼,这优于传统的中心有限差分方法。对单自由度的线性、非线性算例从数值上分析、比较了新算法的性能。最后给出了新算法在基础松动与碰摩耦合的转子系统的非线性动力学响应计算问题中的应用,表明该算法可以推广到更广泛的转子动力学问题。 展开更多
关键词 显式算法 转子动力学 数值计算 电机工程
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并行有限元计算中的接触算法 被引量:12
17
作者 王福军 王利萍 +1 位作者 程建钢 姚振汉 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期422-427,共6页
针对动态接触问题的有限元并行计算,提出了一种新的接触算法.新算法引入局部拉氏乘子技术来计算接触力.由于同时考虑了无穿透的接触约束条件和相邻接触对的相互影响,较之广泛使用的罚参数法,新算法使接触约束条件和系统平衡方程得到... 针对动态接触问题的有限元并行计算,提出了一种新的接触算法.新算法引入局部拉氏乘子技术来计算接触力.由于同时考虑了无穿透的接触约束条件和相邻接触对的相互影响,较之广泛使用的罚参数法,新算法使接触约束条件和系统平衡方程得到更充分的满足.虽然为提高接触计算精度而在局部采用了迭代技术,但算法仍然具有较高的效率,且与显式时间积分方案完全相容.此外,通过构造专门的区域分解方案,实现了将现有为串行程序开发的搜索算法平滑移植到并行环境的目标.数值算例表明,所提出的接触算法具有很好的并行性,在保证了接触问题并行计算精度的同时,取得了满意的并行效率. 展开更多
关键词 有限元法 并行计算 接触算法 显式时间积分 区域分解
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非线性动力方程精细积分级数解的并行算法 被引量:9
18
作者 李渊印 金先龙 +1 位作者 张晓云 郭毅之 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1809-1812,共4页
非线性动力方程通过变量变换可以转化为一阶微分方程,该方程的解由表示初值影响的齐次方程解和反映荷载作用的积分之和组成.其中:第一项用指数矩阵计算;第二项在文中采用级数解计算(设计了3种相应的并行算法),算法1对级数解的每一项先... 非线性动力方程通过变量变换可以转化为一阶微分方程,该方程的解由表示初值影响的齐次方程解和反映荷载作用的积分之和组成.其中:第一项用指数矩阵计算;第二项在文中采用级数解计算(设计了3种相应的并行算法),算法1对级数解的每一项先做若干个向量的线性组合,再做矩阵向量乘1次;算法2与算法1原理相同,只是将矩阵的幂运算转换成乘积;算法3先做若干个矩阵向量乘,再做若干个向量的线性组合.算法1的并行效率最好,但存储空间需求大,不利于大型结构的求解.算法2、3利用动力方程的稀疏变换改善了算法1的不足,算法3中级数解每一项计算均在其前一项基础上进行,一般能比算法2节省时间.最后,给出了算例验证,三种算法都获得了较好的加速比. 展开更多
关键词 非线性动力系统 精细积分法 显式级数解 并行算法
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u–p格式饱和两相介质动力问题的显–隐式交替算法 被引量:6
19
作者 杜修力 宋佳 李亮 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期395-403,共9页
针对以土骨架位移u和孔隙流体压力p为基本未知量的饱和两相介质动力方程,提出基于中心差分法和精细时程积分法相结合的时域显–隐交替算法,分析饱和两相介质动力反应。该算法对孔压方程非齐次项的计算分别采用Gauss积分,梯形积分和Lagra... 针对以土骨架位移u和孔隙流体压力p为基本未知量的饱和两相介质动力方程,提出基于中心差分法和精细时程积分法相结合的时域显–隐交替算法,分析饱和两相介质动力反应。该算法对孔压方程非齐次项的计算分别采用Gauss积分,梯形积分和Lagrange二次插值函数近似位移的方法近似模拟;同时提出一种基于精细积分方法的三次样条插值函数法,进而回避了对孔压方程耦合速度项积分时涉及的矩阵求逆运算问题。计算结果与Zienkiewicz显–隐式结果对比,两者结果基本一致,证明了方法的有效性。 展开更多
关键词 饱和两相介质 u–p动力方程 显–隐式交替算法 精细时程积分法
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统一格式的显式与隐式任意混合异步算法 被引量:6
20
作者 张伟伟 金先龙 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期436-446,共11页
动力学问题的有限元分析需要在每一时步求解系统信息,相对于静力学问题,其计算量要大得多.因而,提高计算效率,节省计算工作量是动力学求解方法研究的主要内容.该文针对大型复杂动力学系统的高效求解问题,提出了一种基于Newmark离散格式... 动力学问题的有限元分析需要在每一时步求解系统信息,相对于静力学问题,其计算量要大得多.因而,提高计算效率,节省计算工作量是动力学求解方法研究的主要内容.该文针对大型复杂动力学系统的高效求解问题,提出了一种基于Newmark离散格式的显式、隐式任意混合异步算法,根据整体系统不同局部的物理力学特性和求解精度要求,在空间域及时间域内对动力学系统方程进行多尺度求解.该方法根据显式、隐式算法固有的信息传递机制,采取动态的可变边界处理方法,避免了异步边界上的误差积累;并通过对整体系统能量平衡的校验,动态地确定和修正仿真计算时步,可以有效地预防不稳定性的产生和发展.数值算例表明:该算法能在保持较高的计算精度的同时,极大地降低计算资源消耗,因而具有一定的实用价值. 展开更多
关键词 结构动力学 Newmark离散 显式算法 隐式算法 任意混合 异步积分 算法稳定性
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