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题名自启动单解显式时间积分器的研究进展及性能评估
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作者
李金泽
刘耀坤
于开平
崔乃刚
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机构
哈尔滨工业大学航天学院
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出处
《力学进展》
北大核心
2025年第2期288-339,共52页
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基金
国家自然科学基金项目(12272105)
国家资助博士后研究人员计划(GZC20233464)
+1 种基金
中国博士后科学基金资助项目(2024M764165)
黑龙江省博士后资助项目(LBH-Z23153)
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文摘
直接时间积分法在大型非线性动力系统的数值计算中起着关键作用,尤其是在工程仿真与设计领域.自启动单解显式时间积分法因在处理复杂非线性系统时的高效性和可靠性,成为该领域的重要工具.然而,随着此类算法的逐步发展和多样化,性能表现各异,因此对其进行系统回顾和深入分析具有急迫性和重要性.本文首先介绍了评估时间积分法性能的主要指标,包括精度、稳定性、振幅误差与相位误差等,为读者提供了理论基础;接着,详细回顾了自启动单解显式时间积分法的发展历程,系统梳理了各种算法的演变过程;比较了多种自启动单解显式时间积分法在谱特性、精度、稳定性以及误差方面的性能表现并使用典型算例与工程结构进行了数值验证.重点指出当前性能表现优异的两种显式积分法:完全显式的GSSE法和速度隐式处理的GSSI法.这两种方法都具备自启动、单解、显式求解、最大化条件稳定域、可控数值耗散(全历程变化)和一致二阶精度的特点,而二者之间的区别在于求解阻尼问题的计算量和有阻尼时的条件稳定域大小.本文还展望了显式时间积分法未来的研究方向,强调了进一步优化与发展的潜力.
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关键词
瞬态动响应
自启动
显式时间积分
单解
最优显式积分器
性能评估
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Keywords
transient dynamic response
self-starting
explicit time integration
single-solve
optimal explicit integrator
performance evaluation
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分类号
O302
[理学—力学]
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