精细时程积分法的误差分析与精度设计 被引量：33

1

作者 向宇 黄玉盈 曾革委 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期276-280,319,共6页

通过对精细积分法递推过程的误差分析 ,发现该方法能获得高精度数值结果的根本原因是 :数值计算的相对误差不随递推过程的进行而扩散。数值结果的精度仅仅取决于初始 Taylor级数的计算精度和指数矩阵 A的最大模特征值。同时 ,提出了一... 通过对精细积分法递推过程的误差分析 ,发现该方法能获得高精度数值结果的根本原因是 :数值计算的相对误差不随递推过程的进行而扩散。数值结果的精度仅仅取决于初始 Taylor级数的计算精度和指数矩阵 A的最大模特征值。同时 ,提出了一种精度估计和精度设计的方法。 展开更多

关键词 精细时程积分法 误差分析 精度设计 精度估计 泰勒级数 指数矩阵

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大跨开孔结构屋盖风致响应分析的多模态精细时程积分法 被引量：4

2

作者 潘峰 孙炳楠 楼文娟 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1000-1006,共7页

大跨空间结构在灾害天气时,风从孔口处涌入,屋盖容易在内、外压共同作用下产生破坏.结合模态解耦原理和精细时程积分法,提出了多模态精细时程积分法,并推导了大跨屋盖风致响应与风效应系数的计算公式.通过大跨屋盖刚性和气弹模型风洞试... 大跨空间结构在灾害天气时,风从孔口处涌入,屋盖容易在内、外压共同作用下产生破坏.结合模态解耦原理和精细时程积分法,提出了多模态精细时程积分法,并推导了大跨屋盖风致响应与风效应系数的计算公式.通过大跨屋盖刚性和气弹模型风洞试验,计算了屋盖的风致动力响应时程,其结果与有限元分析吻合,验证了多模态精细时程积分法的正确性.分析了大跨屋盖跨中位移平均值、位移均方根值和加速度均方根值的分布,得出了大跨屋盖风致破坏的机理,指出高阶振型对大跨屋盖结构的风致响应的贡献不可忽略.计算比较了在四周封闭和突然开孔2种情况下的荷载风效应系数和位移风效应系数,结果表明多模态精细时程积分法是一种高效、快速、准确的大跨屋盖风致响应计算方法. 展开更多

关键词 多模态精细时程积分法 大跨屋盖 突然开孔 风致响应 风效应系数

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流固耦合系统动力响应分析的精细时程积分法 被引量：4

3

作者 王超 李红云 刘正兴 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期399-402,共4页

通过对结构与理想流体耦合问题的分析 ,利用有限元方法对流固耦合系统动力响应进行了研究 .采用精细时程积分法、威尔逊θ法和纽马克法进行计算 .算例表明 ,精细时程积分方法具有精度高、不受时间步长的严格限制和计算工作量小等优点 。

关键词 流固耦合系统 动力响应 精细时程积分法

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解四阶杆振动方程的精细时程积分法 被引量：3

4

作者 金承日 王玉兰 刘明珠 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1043-1045,共3页

对于四阶杆振动方程初值和周期边界值问题,提出了截断误差阶为O(Δx6)的精细时程积分法.由于该方法是半解析方法,在时间域上可以精确计算,本方法不仅精确度高,还无条件稳定.数值算例进一步验证了上述结论,而且对大的时间步长和长时间计... 对于四阶杆振动方程初值和周期边界值问题,提出了截断误差阶为O(Δx6)的精细时程积分法.由于该方法是半解析方法,在时间域上可以精确计算,本方法不仅精确度高,还无条件稳定.数值算例进一步验证了上述结论,而且对大的时间步长和长时间计算均有效,是一种很实用的方法. 展开更多

关键词 四阶杆振动方程 精细时程积分法 无条件稳定 截断误差 长时间计算

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悬索桥颤振稳定性分析的精细时程积分法 被引量：3

5

作者 刘高 王秀伟 强士中 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期316-320,共5页

研究精细时程积分法在悬索桥颤振稳定性分析中的应用。首先 ,将结构和气流整个作为一个系统 ,组集系统关于模态广义坐标的状态空间方程。然后 ,应用精细时程积分法计算状态向量的时程响应 ,根据状态向量时程响应的对数衰减率判断系统的... 研究精细时程积分法在悬索桥颤振稳定性分析中的应用。首先 ,将结构和气流整个作为一个系统 ,组集系统关于模态广义坐标的状态空间方程。然后 ,应用精细时程积分法计算状态向量的时程响应 ,根据状态向量时程响应的对数衰减率判断系统的颤振稳定性。最后 ,以英国塞文悬索桥为数值算例 ,验证了本文方法的正确性。 展开更多

关键词 悬索桥 颤振稳定性 精细时程积分法

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二阶双曲型方程的精细时程积分法 被引量：5

6

作者 金承日 吕万金 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期113-115,共3页

对于二阶双曲型偏微分方程初边值问题,可以用有限差分法进行求解。通常的有限差分法在使用过程中受到精确度和稳定性的限制,本文提出求解二阶双曲型方程的精细时程积分法。由于这种方法是半解析方法,在时间域上可以精确计算,所以这种方... 对于二阶双曲型偏微分方程初边值问题,可以用有限差分法进行求解。通常的有限差分法在使用过程中受到精确度和稳定性的限制,本文提出求解二阶双曲型方程的精细时程积分法。由于这种方法是半解析方法,在时间域上可以精确计算,所以这种方法不仅精确度高,而且还绝对稳定。文末的数值算例进一步验证了上述结论,而且对大的时间步长(例如Δt=0.5)仍然获得精度很高的数值结果。可见,精细时程积分法是一种很实用的方法。 展开更多

关键词 双曲型方程 精细时程积分法 精确度 稳定性

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基于精细时程积分法的结构碰撞问题研究 被引量：1

7

作者 尹俊红 李青宁 +4 位作者 张瑞杰 闫磊 程麦理 孙建鹏 韩春 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2015年第1期97-104,共8页

结构碰撞问题是影响其抗震性能的一个重要因素。利用精细积分法无条件稳定、精度高和受时间步长限制小的特点,将其用于结构碰撞问题的求解,并进行了公式推导;基于精细积分算法对相邻结构体系进行了碰撞力反应谱研究,考虑了碰撞刚度、初... 结构碰撞问题是影响其抗震性能的一个重要因素。利用精细积分法无条件稳定、精度高和受时间步长限制小的特点,将其用于结构碰撞问题的求解,并进行了公式推导;基于精细积分算法对相邻结构体系进行了碰撞力反应谱研究,考虑了碰撞刚度、初始间隙、阻尼比等参数变化对碰撞力的影响。结果表明,精细积分法用于结构的碰撞分析,计算精度和效率较高,对求解结构碰撞问题是适用的;对碰撞力反应谱分析表明,碰撞力峰值随碰撞刚度值的增大而增大,若使相邻结构的振动特性一致或具有足够大的相邻间隙,可最大限度地减小结构碰撞响应;短周期结构不易发生碰撞。 展开更多

关键词 结构碰撞 精细时程积分法 振动台试验 反应谱 碰撞力峰值

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结构动力问题的高精度组合差分时程积分法 被引量：3

8

作者 张立红 刘天云 +1 位作者 李庆斌 管俊峰 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期491-495,513,共6页

基于Taylor级数展开得到位移和加速度的中心差分格式,并结合速度的后差分格式,构造了一种求解结构动力问题的组合差分格式的时程积分算法,该算法为自起步的两步高精度算法。通过求解递推格式的传递矩阵及其特征值,对该算法的稳定性和精... 基于Taylor级数展开得到位移和加速度的中心差分格式,并结合速度的后差分格式,构造了一种求解结构动力问题的组合差分格式的时程积分算法,该算法为自起步的两步高精度算法。通过求解递推格式的传递矩阵及其特征值,对该算法的稳定性和精度进行了理论分析,结果表明,本文提出的算法虽属条件稳定,但其精度极高,具有周期延长率小、没有振幅衰减等优点。数值分析结果也证明本文提出的算法具有较高精度。 展开更多

关键词 结构动力问题 时程积分法 组合差分 高精度 稳定性

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梁振动问题的拟小波-精细时程积分法 被引量：5

9

作者 邹佩 曲小钢 《陕西科技大学学报（自然科学版）》 2011年第6期140-143,共4页

建立了解梁振动问题的拟小波-精细时程积分方法.利用拟Shannon小波对空间域进行离散,将问题转化为常微分方程组,然后用精细时程积分法对其求解,得到了求解梁振动问题一个有效的数值方法,数值算例表明该方法具有较高的精度.

关键词 梁振动问题 拟Shannon小波 精细时程积分法

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基于精细时程积分法的轨道电路暂态分析 被引量：2

10

作者 祁欢 张友鹏 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第12期2232-2238,共7页

轨道电路分路不良会导致轨道电路分路态的误判,严重影响列车的行车安全和运输效率。依据传输线理论建立轨道电路传输线的数学模型,提出基于精细时程积分法的轨道电路时域响应求解方法。在此基础上结合轨道电路调整态和分路态的边界条件... 轨道电路分路不良会导致轨道电路分路态的误判,严重影响列车的行车安全和运输效率。依据传输线理论建立轨道电路传输线的数学模型,提出基于精细时程积分法的轨道电路时域响应求解方法。在此基础上结合轨道电路调整态和分路态的边界条件,仿真分析了接收端轨面电流信号的变化情况,并针对不同初始参数对其影响进行了分析。结果表明,利用精细时程积分法求得的时域解符合轨道电路的传输特性;轨道电路在工作状态改变的瞬间,接收端轨面电流信号将发生暂态变化,该过程可作为轨道电路分路态的一种判断依据。可消除分路不良对其影响。 展开更多

关键词 轨道电路 分路态 精细时程积分法 暂态分析

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一种适用于嵌入式导电薄层的高阶电磁波混合时域有限差分-时程精细积分法

11

作者 马亮 马西奎 +2 位作者 迟明珺 向汝 朱晓杰 《电工技术学报》 北大核心 2025年第5期1333-1343,共11页

应用单一时域数值方法,在面对嵌入式导电薄层一类多尺度问题时,都面临着建模极为困难的挑战。该文提出了一种基于时域有限差分(FDTD)法和高阶时程精细积分(PITD)法的电磁波混合数值方法。该方法对导电薄层外部进行粗网格剖分并应用FDTD... 应用单一时域数值方法,在面对嵌入式导电薄层一类多尺度问题时,都面临着建模极为困难的挑战。该文提出了一种基于时域有限差分(FDTD)法和高阶时程精细积分(PITD)法的电磁波混合数值方法。该方法对导电薄层外部进行粗网格剖分并应用FDTD法,而对薄层内部进行一维细网格剖分并应用四阶PITD法,以实现不同网格尺度的同步时间推进。为了实现粗细网格之间的信息交换,在PITD域中引入过渡区域并应用二阶PITD法,通过等效本构参数来更新交界面处的切向电场。分析了该混合算法的数值稳定性和数值反射,并通过典型数值算例验证了所提方法的有效性和准确性。 展开更多

关键词 时域有限差分法 四阶时程精细积分法 亚网格技术 矩阵指数

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自然弯扭梁动力分析的精细积分法 被引量：2

12

作者 虞爱民 郝颖 杨荣强 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1323-1327,共5页

以空间曲梁理论为基础,对一般横截面形状自然弯扭梁的振动特性进行了研究,包括横向剪切变形、转动惯量以及和扭转有关的翘曲的影响.应用差分法对空间坐标进行离散,把控制方程化为关于时间的常微分方程组,通过求解得到该梁的固有频率.在... 以空间曲梁理论为基础,对一般横截面形状自然弯扭梁的振动特性进行了研究,包括横向剪切变形、转动惯量以及和扭转有关的翘曲的影响.应用差分法对空间坐标进行离散,把控制方程化为关于时间的常微分方程组,通过求解得到该梁的固有频率.在分析简谐激励作用下结构的动力响应时,对精细时程积分法中的向量积分采用Newton-Cotes公式,避免了矩阵求逆的困难.两端固支曲梁的固有频率以及强迫振动时的位移时程曲线的计算结果表明,数值解和有限元结果非常接近;两端固支圆截面螺旋弹簧固有频率的计算结果同样表明,数值解和相关文献的结果吻合得很好. 展开更多

关键词 自然弯扭梁 精细时程积分法 Newton-Cotes积分 固有频率 弹簧

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计算结构动力响应的分段精细时程积分方法 被引量：5

13

作者 王超 李红云 刘正兴 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期175-178,203,共5页

利用钟万勰等发展的精细时程积分方法,提出了解线性定常结构动力系统响应的分段精细时程积分方法。它能适用于各种激励作用下系统的动力响应。对于载荷项采用线性和两次多项式进行拟合,采用精细时程积分方法和叠代方法对动力响应进行计... 利用钟万勰等发展的精细时程积分方法,提出了解线性定常结构动力系统响应的分段精细时程积分方法。它能适用于各种激励作用下系统的动力响应。对于载荷项采用线性和两次多项式进行拟合,采用精细时程积分方法和叠代方法对动力响应进行计算。与传统的离散积分方法如纽马克方法和威尔逊方法等及状态方程直接积分方法进行数值比较,本方法具有很高的精度和计算效率。 展开更多

关键词 状态方程 动力响应 时程积分法

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基于精细时程积分的输电塔风振响应下的拓扑优化 被引量：1

14

作者 郭惠勇 罗乐 +1 位作者 李正良 曾虹 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1012-1018,共7页

为了解决输电塔的动力优化问题,提出了基于精细时程积分法的动力拓扑优化方法.以某特高压输电塔为实例,建立了输电塔在模拟风作用下的运动方程,并采用精细时程积分法求得风振响应.以求得的动力响应约束为条件,运用遗传算法对输电塔进行... 为了解决输电塔的动力优化问题,提出了基于精细时程积分法的动力拓扑优化方法.以某特高压输电塔为实例,建立了输电塔在模拟风作用下的运动方程,并采用精细时程积分法求得风振响应.以求得的动力响应约束为条件,运用遗传算法对输电塔进行了拓扑优化,即对输电塔的截面尺寸、根开和塔身拓扑构型进行优化,并考虑截面、根开和构型耦合因素,运用M atlab编程实现了输电塔杆件布置最优,结构优化后用钢量减少了7.81%.该方法既保证了输电塔结构的安全性,又降低了输电塔的用钢量. 展开更多

关键词 特高压输电塔 拓扑优化 精细时程积分法 风振响应 自适应遗传算法

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非线性(时滞)动力学问题的一种新暂态时程积分解法 被引量：1

15

作者 颜廷浩 任传波 +3 位作者 周继磊 吴凯伟 曹军帅 孙志钏 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第32期13099-13106,共8页

非线性微分方程很难求得精确解析解,数值方法是求解非线性问题的一种有效手段。针对非线性微分方程,提出一种新的暂态时程积分方法。在暂态时程积分过程中,将非线性项看作非齐次项,在瞬态区间起始时刻处进行Taylor展开,并结合Romberg数... 非线性微分方程很难求得精确解析解,数值方法是求解非线性问题的一种有效手段。针对非线性微分方程,提出一种新的暂态时程积分方法。在暂态时程积分过程中,将非线性项看作非齐次项,在瞬态区间起始时刻处进行Taylor展开,并结合Romberg数值积分进行计算。Taylor展开时,将系统状态方程连续引入到非线性项导数的求解过程中,可简单有效地计算高阶导数。在此基础上,对含有时滞的非线性微分方程数值解法进行了研究,将时滞项同样看作非齐次项,利用线性插值处理后,结合Romberg积分进行计算。实例计算结果表明,该方法对有无时滞的非线性微分方程均可求得较高精度的数值解。 展开更多

关键词 非线性微分方程 时滞 暂态时程积分法 Romberg积分 TAYLOR级数 线性插值

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热传导方程的小波精细积分算法 被引量：2

16

作者 王丫 《重庆工学院学报》 2007年第15期130-132,共3页

以热传导方程为例,提出了一种求解线性抛物型方程的小波精细积分法.该方法先提出了拟shannon小波配点法,利用拟shannon小波配点法对空间域进行离散,建立起对时间的常微分方程组,然后采用精细时程积分方法对该方程组求解.数值结果表明:... 以热传导方程为例,提出了一种求解线性抛物型方程的小波精细积分法.该方法先提出了拟shannon小波配点法,利用拟shannon小波配点法对空间域进行离散,建立起对时间的常微分方程组,然后采用精细时程积分方法对该方程组求解.数值结果表明:该方法同其它方法相比,具有计算格式简单,数值稳定性和精度较高的优点. 展开更多

关键词 热传导方程 拟shannon小波配点法 精细时程积分法

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点火冲击波与药柱裂纹流固耦合作用机理数值模拟研究 被引量：5

17

作者 崔小强 白晓征 +1 位作者 周伟 刘君 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期9-12,共4页

流体计算采用基于非结构动网格的有限体积方法,结构计算采用分段精细时程积分方法,求解结构动力学有限元方程,流体计算和固体计算之间采用松耦合在不断运动的交界面上进行作用力和运动特性的传递,对固体火箭发动机点火形成的冲击波与药... 流体计算采用基于非结构动网格的有限体积方法,结构计算采用分段精细时程积分方法,求解结构动力学有限元方程,流体计算和固体计算之间采用松耦合在不断运动的交界面上进行作用力和运动特性的传递,对固体火箭发动机点火形成的冲击波与药柱缺陷形成的弹性裂纹之间相互耦合作用过程进行了模拟。研究表明,作用在弹性裂纹上的冲击波载荷引起的壁面变形随时间变化明显,开始表现为撑开裂纹出口,随后出现了收缩出口撑开底部的瓶状;固体变形对冲击波在弹性狭缝内的压力波振荡影响较小,以前采用刚体模型得到的研究结论仍有指导意义。 展开更多

关键词 激波 弹性裂纹 分段精细时程积分法 非结构动网格 流固耦合

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基于径向基函数逼近的结构动力响应计算方法 被引量：8

18

作者 徐绩青 李正良 吴林键 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第5期533-541,共9页

提出将"时间间隔"替换"空间距离"作为径向基函数的自变量,利用径向基函数逼近的思想,结合加权余量配点法,用于结构动力响应的数值分析.并且针对结构动力学的特点,发展了位移、速度、加速度联合插值的径向基函数表达... 提出将"时间间隔"替换"空间距离"作为径向基函数的自变量,利用径向基函数逼近的思想,结合加权余量配点法,用于结构动力响应的数值分析.并且针对结构动力学的特点,发展了位移、速度、加速度联合插值的径向基函数表达式,提出了精密计算的概念和标准.根据实际算例表明,该方法对比传统的Newmark法、Wilson-θ法、Runge-Kutta(龙格-库塔)法,在求解强刚性动力学方程,结构瞬态段的动力响应方面具有明显的优势,其计算精度与精细时程积分法相当.该方法与计算效率相关的动力特征矩阵,以及问题的自由度无关,因此针对大规模问题具有很好的适用性,是构建结构动力响应计算方法的新途径. 展开更多

关键词 径向基函数 加权余量配点法 结构动力学 精细时程积分法

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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：5

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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大跨悬索桥三维非平稳耦合抖振分析 被引量：1

20

作者 林家浩 刘高 王秀伟 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期143-149,共7页

基于Priestley(1967)演变功率谱模型,并采用Lin和Yang(1983)的建议,建立了脉动风速的非平稳功率谱模型。依据此模型,采用三维有限元法,建立了大跨桥梁非平稳耦合抖振运动方程。然后,将虚拟激励法和精细时程积分法相结合,建立了求解桥梁... 基于Priestley(1967)演变功率谱模型,并采用Lin和Yang(1983)的建议,建立了脉动风速的非平稳功率谱模型。依据此模型,采用三维有限元法,建立了大跨桥梁非平稳耦合抖振运动方程。然后,将虚拟激励法和精细时程积分法相结合,建立了求解桥梁三维非平稳耦合抖振运动方程的快速算法。以某大跨悬索桥为例,分析了该桥的非平稳耦合抖振响应,并与平稳耦合抖振响应进行了比较。计算结果表明:随着脉动风速平稳部分持时的增大,非平稳抖振分析结果逐渐收敛于平稳抖振分析结果;但若脉动风速的平稳部分持时较短,非平稳抖振分析结果将低于平稳抖振分析结果。 展开更多

关键词 大跨悬索桥 演变功率谱模型 虚拟激励法 耦合抖振分析 精细时程积分法 桥梁抖振

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