非对称非线性系统非平稳随机响应的中心差分法 被引量：2

1

作者 张明 聂宏 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期128-133,共6页

利用随机中心差分法离散化格式,结合时变等价线性化步骤,建立了多自由度非线性系统受非白噪声随机激励作用下非平稳响应协方差矩阵的递推算法。在考虑到非对称项引起的非零均值响应条件下,对等价线性化方法进行修正,使之适用于非对称系... 利用随机中心差分法离散化格式,结合时变等价线性化步骤,建立了多自由度非线性系统受非白噪声随机激励作用下非平稳响应协方差矩阵的递推算法。在考虑到非对称项引起的非零均值响应条件下,对等价线性化方法进行修正,使之适用于非对称系统。算例表明:该方法计算结果和Monte Carlo模拟结果符合较好,且对所给算例,此方法比原中心差分法精确。该方法计算步骤简单,便于在计算机上实现,计算效率高。 展开更多

关键词 随机振动 非线性 非对称 中心差分法 等价线性化

在线阅读 下载PDF 职称材料

四点中心差分法在EGR阀开度PID控制算法中的应用研究 被引量：1

2

作者 褚全红 张科勋 +3 位作者 张春 孟长江 郝守刚 李进 《车用发动机》 北大核心 2016年第6期8-11,18,共5页

EGR系统通过调整阀开度实现对再循环已燃气体的流量控制,现有EGR阀开度控制算法多采用传统PID控制算法。传统PID控制算法中,差分项对数据误差和干扰较敏感,易引起振荡。针对这一问题,采用四点中心差分法代替原有一阶后向差分算法,考虑过... EGR系统通过调整阀开度实现对再循环已燃气体的流量控制,现有EGR阀开度控制算法多采用传统PID控制算法。传统PID控制算法中,差分项对数据误差和干扰较敏感,易引起振荡。针对这一问题,采用四点中心差分法代替原有一阶后向差分算法,考虑过去4个时刻的误差,通过时间加权求和得到优化的差分量,该方法可减少数据误差对差分项的干扰。采用阶跃响应曲线法对PID参数进行整定。追踪三角波目标开度的试验结果表明,利用该改进算法及参数整定方法可得到一套控制效果较好的EGR阀控制算法及控制参数,所控EGR阀可准确跟踪目标开度的快速变化,满足实际使用的要求。 展开更多

关键词 柴油机 废气再循环 PID控制 四点中心差分法

在线阅读 下载PDF 职称材料

RLW方程的特征-块中心差分法

3

作者 任宗修 马新文 银召利 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第1期11-14,共4页

针对线性的RLW方程提出了一种特征-块中心差分法,不但得到了近似解和解的一阶导数,还给出L2模的误差估计,并且数值实验结果与理论分析一致,说明了该方法的可行性和有效性.

关键词 RLW方程 特征-块中心差分法 GRONWALL引理

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于中心差分法的理想水体三维运动效果的模拟 被引量：4

4

作者 丁振 芮小平 +1 位作者 刘真余 陆瑾 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期33-39,共7页

在兼顾真实感和效率的前提下,采用中心差分方法建立了理想水体的运动方程,进而提出一种模拟水面三维运动效果的方法.该方法首先将水体网格化,使用分形布朗运动的形态构建整个水面.接着利用简化的流体力学方程作为水体运动的驱动因子控... 在兼顾真实感和效率的前提下,采用中心差分方法建立了理想水体的运动方程,进而提出一种模拟水面三维运动效果的方法.该方法首先将水体网格化,使用分形布朗运动的形态构建整个水面.接着利用简化的流体力学方程作为水体运动的驱动因子控制各网格处的水体高度,再通过中心差分法平滑水柱之间的高度差,从而得到连续波动的水波模型.最后,从纹理映射与LOD层次模型的建立2个方面,讨论大规模运动水面的仿真方法.实验表明,该方法的计算效率能够满足大规模三维水面动态仿真的要求.该方法还具有很好的可视化效果. 展开更多

关键词 中心差分法 理想水体 水面模拟 分形布朗运动 LOD层次模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

一维大气污染模型的特征-块中心差分法 被引量：5

5

作者 王玉平 张志跃 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期693-698,共6页

将特征-块中心差分法应用于一维大气污染模型中,求得非均匀网格上污染物浓度及其对空间变量的一阶导数项的差分解和误差估计,此法的计算量与基于线性插值的特征差分法相当,其近似解与基于二次插值的特征差分法的近似解有相同阶的误差估... 将特征-块中心差分法应用于一维大气污染模型中,求得非均匀网格上污染物浓度及其对空间变量的一阶导数项的差分解和误差估计,此法的计算量与基于线性插值的特征差分法相当,其近似解与基于二次插值的特征差分法的近似解有相同阶的误差估计。最后,通过数值实验说明了该方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 大气污染模型 特征-块中心差分法 误差估计

在线阅读 下载PDF 职称材料

中心-偏心差分法 被引量：8

6

作者 李常青 楼梦麟 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期179-186,共8页

提出了构造差分显式位移动力算法的通式,并得到了三步显式位移算法.此法对加速度采用中心差分近似,但对速度采用三点偏心差近似,因此也称为中心-偏心差分法.此法可以认为是对中心差分法的改进,克服了中心差分法在计算阻尼矩阵为非对角... 提出了构造差分显式位移动力算法的通式,并得到了三步显式位移算法.此法对加速度采用中心差分近似,但对速度采用三点偏心差近似,因此也称为中心-偏心差分法.此法可以认为是对中心差分法的改进,克服了中心差分法在计算阻尼矩阵为非对角阵时退化为隐式算法的缺点.中心-偏心差分法的算法精度为二阶.对此算法的稳定性进行了分析.分析表明,与同类显式算法相比,本方法具有时间和空间两方面的算法优势. 展开更多

关键词 显式算法 中心差分法 偏心差分

在线阅读 下载PDF 职称材料

奇异摄动Robin问题的二阶混合差分法 被引量：1

7

作者 岑仲迪 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期3-6,共4页

考虑一个含有指数边界层的奇异摄动Robin问题.在Bakhvalov-Shishkin网格上用混合差分格式来离散Robin问题,证得此混合差分法是关于ε一致二阶L∞模收敛的.数值实验证实了理论结果,显示估计是稳健的.

关键词 ROBIN问题 奇异摄动 迎风差分法 中心差分法 Bakhvalov—Shishkin网格

在线阅读 下载PDF 职称材料

GPU通用计算平台上中心差分格式显式有限元并行计算 被引量：11

8

作者 蔡勇 李光耀 王琥 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期412-419,共8页

显式有限元是解决平面非线性动态问题的有效方法.由于显式有限元算法的条件稳定性,对于大规模的有限元问题的求解需要很长的计算时间.图形处理器(GPU)作为一种高度并行化的通用计算处理器,可以很好解决大规模科学计算的速度问题.统一计... 显式有限元是解决平面非线性动态问题的有效方法.由于显式有限元算法的条件稳定性,对于大规模的有限元问题的求解需要很长的计算时间.图形处理器(GPU)作为一种高度并行化的通用计算处理器,可以很好解决大规模科学计算的速度问题.统一计算架构(CUDA)为实现GPU通用计算提供了高效、简便的方法.因此,建立了基于GPU通用计算平台的中心差分格式的显式有限元并行计算方法.该方法针对GPU计算的特点,对串行算法的流程进行了优化和调整,通过采用线程与单元或节点的一一映射策略,实现了迭代过程的完全并行化.通过数值算例表明,在保证计算精度一致的前提下,采用NVIDIA GTX460显卡,该方法能够大幅度提高计算效率,是求解平面非线性动态问题的一种高效简便的数值计算方法. 展开更多

关键词 图形处理器 CUDA 中心差分法 显式有限元 并行计算

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维离散曲线曲率挠率的微中心差分算法 被引量：1

9

作者 慕生鹏 李红军 李世林 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期194-206,共13页

曲率和挠率是描述三维空间离散曲线的弯曲和扭曲程度的两个微分量。为了准确计算这两个微分量,从连续曲线的导数定义出发,提出微中心差分算法进行三维空间离散曲线的曲率和挠率计算。该算法基于差商平滑策略实现对单侧差分算法的一个有... 曲率和挠率是描述三维空间离散曲线的弯曲和扭曲程度的两个微分量。为了准确计算这两个微分量,从连续曲线的导数定义出发,提出微中心差分算法进行三维空间离散曲线的曲率和挠率计算。该算法基于差商平滑策略实现对单侧差分算法的一个有效扩展。与单侧差分算法相比,微中心差分算法不增加算法执行时间,但在计算精度方面有显著提升。实验分析是通过6条曲线的均匀采样获取离散曲线数据,与5种常用的曲率和挠率计算算法相比较,对这6种算法从采样密度对算法精度的影响、计算效率和抗噪声性能这3个方面进行了对比分析。实验结果表明,微中心差分算法总体效果最好。 展开更多

关键词 曲率 挠率 算法比较 离散曲线 微中心差分法 离散几何法 三维空间 差商 均匀采样

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于实时组分追踪的多气源非等温管网仿真方法 被引量：2

10

作者 陈潜 管奥成 +4 位作者 雷鹏正 苗超 黄伟 程遹滔 左丽丽 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期133-144,共12页

在管网公平开放的运行模式下,以天然气气质为基础的能量计量将逐渐成为天然气贸易的主流方式。为实现虚拟预测多气源管网关键节点天然气的实时组分,在结合非等温管流瞬态仿真模型和气体组分运移模型的基础上,建立了多气源天然气管网动... 在管网公平开放的运行模式下,以天然气气质为基础的能量计量将逐渐成为天然气贸易的主流方式。为实现虚拟预测多气源管网关键节点天然气的实时组分,在结合非等温管流瞬态仿真模型和气体组分运移模型的基础上,建立了多气源天然气管网动态组分追踪模型。首先基于高精度的BWRS方程、稳态流动方程、焓方程、气体混合参数方程和边界条件得到管网运行初始条件,其次采用隐式中心差分法对管流控制方程和对流扩散方程进行离散,最后结合不同时空条件下的物性方程、混合参数关系式及边界条件,通过时间递推法和Newton—Rapshan算法求解得到天然气管网各节点的压力、流量、温度、组分等参数在整个瞬态时间域上的演化规律。研究结果表明:①建立的稳态模型仿真结果与TGNET模拟结果相比,系统压力和温度的最大绝对偏差分别为0.069 MPa和2.81 K,两者的甲烷和氢气摩尔分数结果基本一致;②建立的动态模型仿真结果与TGNET模拟结果相比,关键节点处压力、温度、甲烷和氢气摩尔分数的最大绝对偏差分别为0.078 MPa,2.22 K,1.54%和0.55%,模型预测的准确性高;③提出的多气源混合模型具有较强的通用性,可以适用于复杂拓扑结构的天然气管道系统的运行参数动态仿真和气体组分动态追踪。结论认为,提出的实时组分追踪方法可以为多气源非等温管网气体组分实时预测提供依据,进而为天然气管网能量计量以及管道仿真软件的国产化开发奠定理论基础。 展开更多

关键词 天然气管网 能量计量 组分追踪 组分运移模型 中心差分法 瞬态仿真 时空演化规律 水力热力过程

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多场耦合的锯片切割系统声辐射特性研究 被引量：5

11

作者 田永军 段国林 +2 位作者 姚涛 刚建华 张萼 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期754-760,共7页

为了对锯切噪声进行定量预估及声场分布规律的研究,提出建立声场、结构、流体多物理耦合模型。利用显式的中心差分算法提取了流固耦合(Fluid Structure Interaction,FSI)作用下多体动态接触时系统的振动响应;基于边界元法-有限元分析建... 为了对锯切噪声进行定量预估及声场分布规律的研究,提出建立声场、结构、流体多物理耦合模型。利用显式的中心差分算法提取了流固耦合(Fluid Structure Interaction,FSI)作用下多体动态接触时系统的振动响应;基于边界元法-有限元分析建模法搭建了切割系统声学模型,将系统振动响应作为声学边界,对声场辐射进行计算分析。研究了切割系统在半空间环境的声场时域、频域辐射特性;分析了结构与流体间的单、双向耦合对声场的影响;通过计算辐射面积对声功率的影响明确了噪声主要辐射区域。从现场实测数据与数值结果的比较可见,多场耦合分析在切割噪声辐射水平分析及预估方法是正确可行的。 展开更多

关键词 有限元 边界元 多场耦合 中心差分法 噪声

在线阅读 下载PDF 职称材料

改进型PID控制算法在现代温室环境参数控制中的应用 被引量：12

12

作者 余泳昌 薛文芳 马建民 《河南农业大学学报》 CAS CSCD 1999年第2期183-185,240,共4页

介绍了数字PID的2种基本算法，并比较了其优劣，提出了抗干扰的PID改进算法．在此基础上，结合现代温室环境参数分级监控系统的设计实践，验证了改进PID算法的有效性．

关键词 位置式 增量式 四点中心差分法 温度 控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

实时子结构混合试验中的数值积分方法对比分析 被引量：9

13

作者 孟凡涛 赵建锋 于广明 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2011年第5期60-67,共8页

将CR方法运用到振动台子结构混合试验中,并结合作动器的时滞和外插时滞补偿方法进行了研究。文中将改造的中心差分法、改造的算子分解法、改造的Chang方法、改造的显式Newmark方法均与CR方法进行了对比分析。结果表明,改造的算子分解法... 将CR方法运用到振动台子结构混合试验中,并结合作动器的时滞和外插时滞补偿方法进行了研究。文中将改造的中心差分法、改造的算子分解法、改造的Chang方法、改造的显式Newmark方法均与CR方法进行了对比分析。结果表明,改造的算子分解法的稳定性最差,当不考虑阻尼影响时改造的显式Newmark方法的稳定界限为2,改造的中心差分法与原方法的稳定性无变化,时滞对改造的中心差分法和改造的算子分解法的影响最大,且外插补偿的效果均比其它三种方法差;改造的Chang方法和改造的显式Newmark方法及CR方法经时滞补偿后得到的位移基本与全结构分析得到的位移吻合。建议在振动台子结构混合试验中采用CR方法进行试验,并采用外插补偿的办法解决时滞问题。 展开更多

关键词 子结构混合试验 中心差分法 算子分解法 Chang方法 显式Newmark方法 CR方法 时滞

在线阅读 下载PDF 职称材料

空间绳系系统自由展开建模与仿真 被引量：5

14

作者 孔宪仁 徐大富 +1 位作者 杨正贤 王本利 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期37-42,共6页

运用Hamilton原理建立了空间绳系展开动力学模型,研究绳系展开过程中绕线盘出线、系绳振动以及末端质量的运动规律,并利用中心差分法、四阶Runge-Kutta和预估校正法等数值方法对绳系的自由展开过程进行仿真,仿真结果显示该模型可以较精... 运用Hamilton原理建立了空间绳系展开动力学模型,研究绳系展开过程中绕线盘出线、系绳振动以及末端质量的运动规律,并利用中心差分法、四阶Runge-Kutta和预估校正法等数值方法对绳系的自由展开过程进行仿真,仿真结果显示该模型可以较精确描述绳系系统在展开过程中的复杂非线性动力学行为,绳系自由展开不能满足稳定展开的要求,仿真数据可以为后续的绳系展开控制提供参考依据。 展开更多

关键词 空间绳系展开 动力学模型 自由展开 中心差分法 非线性动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

接触非线性结构的随机振动数值仿真分析 被引量：6

15

作者 林利红 陈小安 缪莹赟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1352-1355,1360,共5页

在通过谐波叠加法获得平稳Gaussian随机过程的时域激励样本的基础上,采用有限单元法空间离散化接触非线性预应力结构,使用中心差分法计算分析该结构在时域激励样本下的强度、接触状态及振动主频等动态特性。与传统线性振型叠加法不同,... 在通过谐波叠加法获得平稳Gaussian随机过程的时域激励样本的基础上,采用有限单元法空间离散化接触非线性预应力结构,使用中心差分法计算分析该结构在时域激励样本下的强度、接触状态及振动主频等动态特性。与传统线性振型叠加法不同,该方法可以模拟任意接触非线性问题,并具有高效、精确的特点。实例分析了接触非线性预应力结构在随机载荷下的动态特性,并对仿真分析中存在的关键技术进行了深入的探讨。 展开更多

关键词 随机振动 谐波叠加法 中心差分法 接触非线性 预应力结构

在线阅读 下载PDF 职称材料

大口径拼接光栅闭环控制算法设计 被引量：2

16

作者 周忆 谭波 +2 位作者 廖云飞 刘有海 左东 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期51-56,共6页

针对拼接光栅系统需要保持长时间动态稳定的特殊控制要求,分析了光栅拼接四维调整误差的数学模型,采用"锁存补偿法"避免饱和遗失与"四点中心差分法"抗干扰对增量式PID算法进行改进,设计了适用于拼接光栅的PID控制... 针对拼接光栅系统需要保持长时间动态稳定的特殊控制要求,分析了光栅拼接四维调整误差的数学模型,采用"锁存补偿法"避免饱和遗失与"四点中心差分法"抗干扰对增量式PID算法进行改进,设计了适用于拼接光栅的PID控制算法。拼接光栅自动闭环控制实验的光斑图像表明,改进的PID控制算法能够使拼接光栅在1h内保持动态稳定。 展开更多

关键词 光栅 PID控制 锁存补偿法 四点中心差分法

在线阅读 下载PDF 职称材料

船舶横向运动受扰力与受扰力矩估计 被引量：3

17

作者 赵希人 唐慧妍 +1 位作者 王宪荣 彭秀艳 《船舶力学》 EI 2004年第4期35-41,共7页

首先建立船舶横向运动状态方程和测量方程,提出三种力与力矩的估计方法,即用中心差分法、次优估计法和最优估计法对海浪扰动下的船舶横向运动的扰动力和力矩作出估计,并加以分析比较,最后得出结论。

关键词 船舶 横向运动受扰力 受扰力矩 估计方法 中心差分法 最优估计法 海浪扰动

在线阅读 下载PDF 职称材料

求解刚-柔组合结构的隐式-显式混合法 被引量：2

18

作者 李常青 楼梦麟 +2 位作者 余志武 蒋丽忠 李杏 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期274-279,共6页

针对整体柔性、局部刚性的组合结构系统的动力反应分析,推出了一种隐式-显式混合算法的逐步积分方法。这种混合求解方法,在一个算法步中,对柔性部分采用显式方法求解,对刚性部分则采用隐式方法求解,充分利用了隐式算法无条件稳定的优点... 针对整体柔性、局部刚性的组合结构系统的动力反应分析,推出了一种隐式-显式混合算法的逐步积分方法。这种混合求解方法,在一个算法步中,对柔性部分采用显式方法求解,对刚性部分则采用隐式方法求解,充分利用了隐式算法无条件稳定的优点和显式算法计算高效的优点。混合法稳定域大小表达式中的频率为柔性部分的最高频率,而不是整体结构的最高频率,这就避开了局部刚性导致显式算法时间步长需要过于细化的缺点。这种方法可以作为一种高效的逐步积分方法,用来求解土-结构相互作用、液固耦合系统等的动力反应。算例表明了方法的正确性。 展开更多

关键词 隐式算法 显式算法 刚-柔组合结构:中心差分法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于曲率模态的复合材料层合板分层损伤检测方法研究 被引量：4

19

作者 田淑侠 王双双 +1 位作者 樊江磊 张德海 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第11期135-138,共4页

基于振动信号应用曲率模态方法对复合材料层合板分层损伤进行损伤检测。首先由数值模拟所得不同状态下损伤以及未损伤层合板振动特性参数计算其振型曲率和均布载荷曲面值曲率;然后基于损伤与未损伤层合板曲率值的差分值建立损伤识别指... 基于振动信号应用曲率模态方法对复合材料层合板分层损伤进行损伤检测。首先由数值模拟所得不同状态下损伤以及未损伤层合板振动特性参数计算其振型曲率和均布载荷曲面值曲率;然后基于损伤与未损伤层合板曲率值的差分值建立损伤识别指标进行分层损伤检测。最后,为解决差分算法对结构未损伤模型参数的依赖性问题,引用曲面光滑算法和曲率模态变化率法直接对损伤结构进行损伤提取。结果表明,运用曲率参数差分法可以很好地识别各类损伤,且对于多层层合板来说损伤所处层的位置会影响损伤指标值的大小。曲面光滑算法和曲率模态变化率法均可不依赖于未损伤结构参数识别各类损伤,且曲面模态变化率法的检测效果优于曲面光滑算法。 展开更多

关键词 分层损伤 曲率模态 中心差分法 曲面光滑算法 曲率模态变化率法

在线阅读 下载PDF 职称材料

多柔体系统响应计算的子循环计算方法研究 被引量：2

20

作者 缪建成 朱平 +1 位作者 陈关龙 朱大炜 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期511-519,共9页

过去近30年中,柔性多体系统动力学研究取得了巨大的进展,人们的兴趣集中在柔性多体系统建模、计算及实验研究等3个方面.Belytschko等于1979年提出的子循环算法已经成功地应用于结构动力响应的有限元计算中,然而有关柔性多体动力学的子... 过去近30年中,柔性多体系统动力学研究取得了巨大的进展,人们的兴趣集中在柔性多体系统建模、计算及实验研究等3个方面.Belytschko等于1979年提出的子循环算法已经成功地应用于结构动力响应的有限元计算中,然而有关柔性多体动力学的子循环算法研究尚未见报道.该文提出了一种适合于柔性多体系统响应计算的中心差分类子循环算法,在将非线性微分-代数混合方程组(DAEs)缩并为纯微分方程组(ODE)的基础上,推导出快、慢变分量的同步更新公式和子步更新公式;在变量的数值积分过程中,采用能量平衡计算检查算法的稳定性;算例结果表明该算法可以在保持合适的精度要求下,有效地提高响应的计算效率;对积分步长进行摄动修正可以保持算法的稳定性. 展开更多

关键词 柔性多体系统动力学 DAEs方程 中心差分法 子循环算法 能量平衡 稳定性分析

在线阅读 下载PDF 职称材料