正交-响应面法在PBM细观参数标定中的应用

1

作者 张慧梅 马志敏 +1 位作者 陈世官 王赋宇 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期183-191,共9页

数值模拟作为研究岩石力学特性、再现细观裂纹演化的主要途径,已受到大量关注。现有的数值模拟参数标定方法主要为试错法及正交试验法,但二者都未能充分考虑细观参数交互作用的影响,模拟精度欠佳且宏观破坏形态与室内试验存在较大差异... 数值模拟作为研究岩石力学特性、再现细观裂纹演化的主要途径,已受到大量关注。现有的数值模拟参数标定方法主要为试错法及正交试验法,但二者都未能充分考虑细观参数交互作用的影响,模拟精度欠佳且宏观破坏形态与室内试验存在较大差异。因此,采用正交-响应面法相结合的数值分析方法,首先通过正交试验筛选出具有显著影响的平行黏结模型(PBM)细观参数,其次应用响应面法(RSM)研究其交互作用对模型试样宏观参量的影响规律,最后结合岩石宏观破坏形态提出一套PBM参数标定流程。结果表明:有效模量E*与刚度比k n/k s对弹性模量E影响显著;k n/k s、接触摩擦系数μ、最小颗粒半径R_(min)对泊松比ν影响显著;黏聚力c与法向黏结强度σc及其交互作用对单轴抗压强度UCS影响显著,应用响应面法计算分析得出的细观参数的模拟值与试验值误差绝对值小于7%,且二者应力应变曲线力学特征相似,宏观破坏形态相同,证明所提出的PBM细观参数标定流程具备科学性和可靠性。 展开更多

关键词 细观参数标定 正交-响应面法 平行黏结模型 二维颗粒流程序(PFC^(2D))

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基于正交试验土石坝热-流耦合模型参数的敏感性分析 被引量：17

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作者 张文兵 任杰 +1 位作者 杨杰 张雷 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2019年第1期147-154,共8页

【目的】研究热-流耦合模型参数的敏感性,减小运行期土石坝热-流耦合模型参数校正过程的工作量,为土石坝热-流耦合模型参数选取提供依据。【方法】采用正交试验法,以某水库土石坝为例,基于大坝热-流耦合模型,以坝体与坝基平均温度作为... 【目的】研究热-流耦合模型参数的敏感性,减小运行期土石坝热-流耦合模型参数校正过程的工作量,为土石坝热-流耦合模型参数选取提供依据。【方法】采用正交试验法,以某水库土石坝为例,基于大坝热-流耦合模型,以坝体与坝基平均温度作为敏感性分析的主要指标,对大坝热-流耦合模型各参数的敏感性进行分析。【结果】渗透率和土体比热容对土石坝温度场影响较敏感,其极差值分别为0.124 5和0.086 2,其余参数的敏感性由强到弱依次为孔隙率(n)、饱和含水率(θs)、导热系数(λ)、残余含水率(θr)和土体密度(ρ),极差值分别为0.046 5,0.029 3,0.026 6,0.014 3和0.011 3,相对于渗透率和土体比热容,这5个参数对于温度场计算结果的影响较小。【结论】在对土石坝温度场进行校正时,应将模型中的渗透率和土体比热容作为重点参数。 展开更多

关键词 土石坝 热-流耦合模型 温度场 正交试验法 敏感性分析

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基于正交试验法和灰色关联的机床主轴箱优化设计 被引量：22

3

作者 刘世豪 叶文华 +2 位作者 陈蔚芳 唐敦兵 肖利利 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期127-132,共6页

为了提高机床主轴箱的静、动、热态综合性能,主轴箱必须具备良好的结构特性。在CAE软件ANSYS中建立某机床主轴箱的有限元模型,然后分别进行热-力耦合分析和模态分析,以主轴箱的质量、最大耦合应力、最大耦合变形、一阶固有频率为目标函... 为了提高机床主轴箱的静、动、热态综合性能,主轴箱必须具备良好的结构特性。在CAE软件ANSYS中建立某机床主轴箱的有限元模型,然后分别进行热-力耦合分析和模态分析,以主轴箱的质量、最大耦合应力、最大耦合变形、一阶固有频率为目标函数,主体部分的长度、宽度、高度为设计变量进行了多目标正交优化设计。利用灰色关联分析法获得了优化设计的最佳解,使主轴箱在质量仅增加2.585%的情况下,最大热-力耦合应力降低9.817%,最大热-力耦合变形减小16.393%,并且一阶固有频率提高8.634%。研究表明,正交试验法和灰色关联分析法具有较高的工程实用性。 展开更多

关键词 机床主轴箱 热-力耦合分析 模态分析 正交试验法 灰色关联分析

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共相装置镜面组件模态测试及动力有限元修正

4

作者 莫宇霄 周子夜 +2 位作者 范晨光 杨宇静 田振 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第6期1147-1157,共11页

为了抑制微振动对拼接式望远镜成像的影响,针对共相装置镜面组件进行了模态测试及动力有限元修正。由于其结构和接触复杂,将模型进行了简化;基于模态测试结果,采用改进正交模型-正交模态法(improve cross mode-cross mode method,ICMCM... 为了抑制微振动对拼接式望远镜成像的影响,针对共相装置镜面组件进行了模态测试及动力有限元修正。由于其结构和接触复杂,将模型进行了简化;基于模态测试结果,采用改进正交模型-正交模态法(improve cross mode-cross mode method,ICMCM)对有限元模型进行动力修正;对修正后模型进行了阶跃响应求解,并与实测结果对比,以验证模型修正的有效性。测试结果表明:修正后的模型一阶频率误差由5.2%下降至0.2%,阶跃响应与仿真6个测试点的位移峰值、峰值时间基本一致,位移峰值最大误差为8.8%。研究结果表明,将镜面组件简化后再通过ICMCM法修正,在提升计算效率的同时可保持模型的准确性。 展开更多

关键词 模态测试 有限元修正 共相装置 改进正交模型-正交模态法

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基于本征模态修正的POD法在风场重建中的应用 被引量：4

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作者 邹垚 梁枢果 邹良浩 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第S1期305-309,共5页

POD法是风工程中常用的风场重建方法,但是在重建过程中,部分重建测点风压时程的方差与风洞试验数据相比会有140%以上的偏差。通过分析某高层建筑风洞试验的刚性模型测压试验数据,首先对结构表面风场进行POD时域分解,然后对主坐标进行频... POD法是风工程中常用的风场重建方法,但是在重建过程中,部分重建测点风压时程的方差与风洞试验数据相比会有140%以上的偏差。通过分析某高层建筑风洞试验的刚性模型测压试验数据,首先对结构表面风场进行POD时域分解,然后对主坐标进行频域分析,结果表明前3阶主坐标及其对应的本征模态值对重建风压时程的方差值起到91%以上的作用,其中第1阶主坐标的作用超过58%。最后以试验风压时程的方差值为目标,通过修正第1阶本征模态值,对偏差较大测点的风压场重建进行改进,使重建风场的方差值与实际风场方差值的差距缩小到10%以内。 展开更多

关键词 本征正交模态法(POD) 风荷载模型 风洞试验 风场重建 模态修正

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模型修正技术在螺栓连接结构中的应用探讨 被引量：2

6

作者 张琪昌 耿岩 +1 位作者 王辰 靳刚 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1095-1100,共6页

螺栓连接直接影响整体结构的可靠性和动态性能,需要精细的处理分析,而传统的有限元建模方法有的不能满足精度需求,有的过程复杂且计算量大.针对这一问题,利用改进的正交模型正交模态(ICMCM)法,基于模态试验结果,对一类螺栓连接结构的有... 螺栓连接直接影响整体结构的可靠性和动态性能,需要精细的处理分析,而传统的有限元建模方法有的不能满足精度需求,有的过程复杂且计算量大.针对这一问题,利用改进的正交模型正交模态(ICMCM)法,基于模态试验结果,对一类螺栓连接结构的有限元模型修正技术进行了研究.模型修正前,采用最优拟合法进行振型扩展得到包含所有节点和变形的完备振型.研究结果表明,与螺栓连接刚性或多点约束建模方式相比,经过本文方法修正的刚性连接模型能满足修正效果评价准则,而且计算结果的精度和可靠度显著提高.同时,研究也表明,对于螺栓连接结构,无需建立复杂精细的有限元模型,只要对刚性模型进行上述修正即可获得满足实际工程需要的计算模型. 展开更多

关键词 螺栓连接 改进的正交模型正交模态法 模型修正 模态试验 多点约束

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基于改进熵权法结合TOPSIS模型和BPNN建模优化甘草多糖醇沉工艺 被引量：4

7

作者 何宝峰 马新换 +5 位作者 马忠祥 王宝才 徐志伟 马芳兄 杨天艳 李荣焜 《天然产物研究与开发》 CAS CSCD 2023年第2期271-280,230,共11页

基于改进熵权法结合TOPSIS模型和BPNN建模寻求甘草多糖最佳醇沉工艺。在单因素试验基础上采用正交设计,以浓缩比、乙醇体积分数、醇沉时间为影响因素,甘草总糖、单糖、多糖含量及提取量为评价指标,利用改进熵权法确定评价指标权重,分别... 基于改进熵权法结合TOPSIS模型和BPNN建模寻求甘草多糖最佳醇沉工艺。在单因素试验基础上采用正交设计,以浓缩比、乙醇体积分数、醇沉时间为影响因素,甘草总糖、单糖、多糖含量及提取量为评价指标,利用改进熵权法确定评价指标权重,分别采用TOPSIS法和综合评分法处理正交结果,结果显示,TOPSIS法所得数据误差更小,最佳醇沉工艺为浓缩比为2.5 mL/g,乙醇体积分数为70%,醇沉时间为20 h。选取正交设计所得综合评分利用BPNN建模进行仿真寻优,得到最佳醇沉工艺为水提液浓缩至2.0 mL/g,调节乙醇体积分数为67%,醇沉24 h。所得最优工艺验证结果表明,BPNN建模所得综合评分误差更小,工艺更加稳定。该方法优选的最佳醇沉工艺稳定可行,可为甘草多糖进一步开发利用提供客观依据和新思路。 展开更多

关键词 甘草多糖 正交设计 改进熵权法 TOPSIS模型 BP神经网络

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改进的堆石坝变形计算参数敏感性分析方法 被引量：12

8

作者 陈辉 刘东海 戚蓝 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期406-412,共7页

为提高邓肯-张E-B模型计算堆石坝变形的精度,提出基于全域有限元计算节点的单因素分析方法和基于双判别方式的正交试验方法,分析大坝变形对坝料密度和模型参数的敏感性,确定大坝变形计算的主要影响参数。实例分析表明,φ_0、K_b、ρ、R_... 为提高邓肯-张E-B模型计算堆石坝变形的精度,提出基于全域有限元计算节点的单因素分析方法和基于双判别方式的正交试验方法,分析大坝变形对坝料密度和模型参数的敏感性,确定大坝变形计算的主要影响参数。实例分析表明,φ_0、K_b、ρ、R_f、K等对大坝变形的影响显著,故需重点研究这5个参数在空间上的差异性。该研究方法解决了传统单因素分析方法样本缺乏代表性的弊端,可以定量给出参数敏感性的显著性水平,提高了敏感性分析的全面性和准确性,可为堆石坝变形精细分析时合理选择需进行空间赋值的模型参数提供依据。 展开更多

关键词 堆石坝 大坝变形 邓肯-张模型 模型参数 敏感性分析 正交试验法

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不规则形状A301氨合成催化剂反应-扩散模型及实验验证 被引量：1

9

作者 李涛 徐懋生 +1 位作者 朱炳辰 房鼎业 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 2002年第5期123-126,共4页

测定了不规则形状A30 1氨合成催化剂的形状系数和球化的当量直径及高压下本征动力学方程 ,采用SPSR法测定的曲折因子 ,建立了多组分单一反应等温球形A30 1氨合成催化剂内反应 -扩散一维模型 ,用正交配置法求解了模型 。

关键词 不规则形状 A301氨合成催化剂 反应-扩散模型 实验验证 正交配置法 内扩散有效因子 浓度分布

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异形多通孔催化剂的工程研究——IV.异形多通孔颗粒反应-传质-传热耦合过程数学模型 被引量：1

10

作者 樊蓉蓉 甘霖 朱炳辰 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期1-5,共5页

以乙烯氧化合成环氧乙烷多重反应体系为背景,根据YS-5环柱形银催化剂本征动力学,对12孔及24孔异形多通孔颗粒建立反应-传质-传热数学模型,通过正交配置法求解了颗粒内部的浓度及温度分布。结果表明,12孔及24孔多通孔颗粒的应用有助于提... 以乙烯氧化合成环氧乙烷多重反应体系为背景,根据YS-5环柱形银催化剂本征动力学,对12孔及24孔异形多通孔颗粒建立反应-传质-传热数学模型,通过正交配置法求解了颗粒内部的浓度及温度分布。结果表明,12孔及24孔多通孔颗粒的应用有助于提高反应选择性和转化率,降低粒内温升。同时由模拟计算的数据得到12孔及24孔多通孔颗粒的L-H型主副反应宏观动力学方程。 展开更多

关键词 异形多通孔颗粒 反应-传质-传热耦合过程 数学模型 异形多通孔催化剂 环氧乙烷 正交配置法 多重反应体系

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基于改进协同演化算法的综合能源系统经济性与可靠性优化规划 被引量：17

11

作者 林毓军 苗世洪 +3 位作者 尹斌鑫 赵海彭 姚福星 杨志豪 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期173-181,共9页

随着多能流耦合程度的加深以及能源利用需求的多样化,综合能源系统(IES)对规划方案的经济性与 可靠性提出了更高的要求。然而,经济性与可靠性之间存在相互制约的复杂关系,导致二者难以实现协调优 化。为此,提出了一种基于改进协同演化... 随着多能流耦合程度的加深以及能源利用需求的多样化,综合能源系统(IES)对规划方案的经济性与 可靠性提出了更高的要求。然而,经济性与可靠性之间存在相互制约的复杂关系,导致二者难以实现协调优 化。为此,提出了一种基于改进协同演化算法的 IES经济性与可靠性优化规划方法。在多场景经济性评估 模型和基于马尔科夫链蒙特卡洛法的供能可靠性评估模型的基础上构建 IES多目标优化规划模型;基于正 交试验法计算决策变量对系统经济性与可靠性的影响因子,并建立经济性和可靠性演化子种群,进而提出一 种基于改进协同演化算法的模型优化方法;结合某地区的实际数据开展算例仿真分析,仿真结果表明所提模 型可以协调提升 IES规划方案的经济性与可靠性。 展开更多

关键词 综合能源系统 经济性评估模型 可靠性评估模型 多目标优化 正交试验法 改进协同演化算法

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天然弯曲河流的三维数值模拟 被引量：18

12

作者 吴修广 沈永明 潘存鸿 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期689-696,共8页

对Cartesian坐标系下的RANS方程进行三维ξ-η-ζ坐标变换,建立了非正交三维曲线坐标下弯曲河流的标准κ-ε湍流模型.对自由水面的模拟采用“改进的刚盖假定”,河床和岸壁阻力的模拟采用壁面函数方法.模型通过具有实验数据的实验室连续... 对Cartesian坐标系下的RANS方程进行三维ξ-η-ζ坐标变换,建立了非正交三维曲线坐标下弯曲河流的标准κ-ε湍流模型.对自由水面的模拟采用“改进的刚盖假定”,河床和岸壁阻力的模拟采用壁面函数方法.模型通过具有实验数据的实验室连续弯曲水槽进行验证,模拟的流速值与实验数据吻合良好,将模型应用于天然连续弯曲河流的流场计算,给出了表层和底层流速矢量场和11个断面二次环流矢量图,显示该模型具有模拟天然弯曲河流的能力. 展开更多

关键词 天然弯曲河流 ξ-η-ζ坐标变换 非正交曲线坐标 κ-ε湍流模型 改进的刚盖假定

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N波诱发的瞬变港湾振荡的数值研究 被引量：3

13

作者 高俊亮 郑子波 +1 位作者 嵇春艳 刘珍 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1203-1209,共7页

为了研究海啸波诱发的瞬变港湾振荡问题,本文采用一组完全非线性Boussinesq模型,模拟了由波峰在前和波谷在前的两种类型的等边N波入射诱发的狭长矩形港内的瞬变港湾振荡现象。基于正交模态分解法,定量分离了港内不同共振模态的响应幅值... 为了研究海啸波诱发的瞬变港湾振荡问题,本文采用一组完全非线性Boussinesq模型,模拟了由波峰在前和波谷在前的两种类型的等边N波入射诱发的狭长矩形港内的瞬变港湾振荡现象。基于正交模态分解法,定量分离了港内不同共振模态的响应幅值,并系统研究了入射N波类型和入射波波幅对港内相对波能分布的影响。研究表明:在本文所研究的特定港口和入射波波幅范围内,当入射波波幅较小时,以上两种类型N波诱发的港内相对波能分布几乎完全相同,并且波能几乎都集中在最低的几个共振模态上。随着入射波波幅的增大,分布于更高模态上的波能的比重增加,港内波能的分布趋于均匀,并且占有最大波能的共振模态逐渐由较低的模态向较高的模态转移。相比于波峰在前的等边N波,波谷在前的等边N波诱发的港内波能分布得更加均匀。 展开更多

关键词 海岸工程 港湾振荡 矩形港口 Boussinesq模型 N波 正交模态分解法 波能分布 波幅 瞬变

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关于N波激发的港湾共振研究 被引量：1

14

作者 高俊亮 熊伟 +2 位作者 马小舟 刘盈溢 刘倩 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期1203-1210,共8页

本文采用一组完全非线性Boussinesq模型模拟了由两种不同形式的波峰在前的等边N波入射所激发的狭长矩形港内的瞬变港湾共振现象。基于正交模态分解法,定量分离了港内不同共振模态的响应幅值,并进一步系统研究了入射N波波幅和入射N波形... 本文采用一组完全非线性Boussinesq模型模拟了由两种不同形式的波峰在前的等边N波入射所激发的狭长矩形港内的瞬变港湾共振现象。基于正交模态分解法,定量分离了港内不同共振模态的响应幅值,并进一步系统研究了入射N波波幅和入射N波形式对港内相对波能分布的影响。研究表明,随着入射波波幅的增大,分布于高模态上的波能的比重逐渐增加,港内波能的分布趋于均匀,入射N波形式对于港内相对波能的分布也有显著影响。相比于MS形式的入射N波,TS形式的入射N波诱发的港内波能分布更加均匀。 展开更多

关键词 港湾共振 N波 Boussinesq模型 正交模态分解法 波能分布

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采场围岩流固耦合数值模拟与充填采矿参数优化

15

作者 南世卿 葛海源 高谦 《金属矿山》 CAS 北大核心 2011年第6期20-24,共5页

司家营铁矿属于水文地质条件复杂类型,为确保采矿安全和矿区水文环境,采用充填采矿法采矿,建设规模为年产铁矿石2 000万t。矿山南区地表赋存丰富第四系含水层,采用渗流-应力耦合数值正交试验,建立了南区开采的优化设计模型。通过数值模... 司家营铁矿属于水文地质条件复杂类型,为确保采矿安全和矿区水文环境,采用充填采矿法采矿,建设规模为年产铁矿石2 000万t。矿山南区地表赋存丰富第四系含水层,采用渗流-应力耦合数值正交试验,建立了南区开采的优化设计模型。通过数值模拟和优化分析,揭示地下开采对地表岩移和渗流场的影响规律。对于南区充填法采矿,采用所获得的采场结构参数和充填体强度,可以控制地面变形在允许的范围内,潜在大量涌水主要发生在-450 m段和-350 m段,必须采取安全防范措施,避免采场突水灾害。 展开更多

关键词 充填法 正交试验 优化模型 渗流 - 应力耦合 数值模拟

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港内地形对孤立波最大波面及波能的影响 被引量：2

16

作者 郑子波 李铁骊 高俊亮 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期74-80,共7页

为了研究不同的港内地形对孤立波诱发港湾振荡的影响,本文利用FUNWAVE-TVD模型,模拟了具有不同波高的入射孤立波在狭长型矩形港内引起的港湾振荡现象。基于正交模态分解法,定量地分离不同共振模态的响应波高,并系统地研究了入射孤立波... 为了研究不同的港内地形对孤立波诱发港湾振荡的影响,本文利用FUNWAVE-TVD模型,模拟了具有不同波高的入射孤立波在狭长型矩形港内引起的港湾振荡现象。基于正交模态分解法,定量地分离不同共振模态的响应波高,并系统地研究了入射孤立波波高及不光滑港内地形对港内最大波面及总波能的影响。研究发现:对于本文所研究的港内地形及入射孤立波波高变化范围,港口底墙处的最大波面随入射波波高的增加而增加,二者的关系曲线可由三次多项式很好地拟合;在本文所研究的港内水深范围内,两段折线型港口内的总波能随平均水深的增加而线性增加;相比于相同平均水深的斜坡型港口,波浪在平台型港口内的反射更强,港内波能随之有所减小。 展开更多

关键词 海岸工程 港湾振荡 孤立波 FUNWAVE-TVD模型 正交模态分解法 地形 矩形港口 波能分布 波幅

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