谱表示法模拟风场的误差分析 被引量：3

1

作者 胡亮 李黎 +1 位作者 樊剑 方秦汉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期51-57,108,共8页

研究了原型谱表示法模拟的非各态历经性多变量风场的统计矩的时域估计值和目标值之间误差的概率描述。基于原型谱表示法的模拟公式,以三变量风场为例,导出了模拟结果的均值、相关函数、功率谱密度函数和根方差等四项统计特征的单样本时... 研究了原型谱表示法模拟的非各态历经性多变量风场的统计矩的时域估计值和目标值之间误差的概率描述。基于原型谱表示法的模拟公式,以三变量风场为例,导出了模拟结果的均值、相关函数、功率谱密度函数和根方差等四项统计特征的单样本时域估计表达式,它们是随机变量或随机过程。运用概率论的计算方法,推导出了上述随机变量或过程的前二阶矩的解析表达式,得到了模拟风场的统计特征时域估计的偏度误差和随机误差。将三变量过程的结果加以推广,给出了误差计算的通式。通过算例中统计误差值和理论误差值的对比,验证解析解的正确性。探讨了可能的降低随机误差的方法。求得的误差闭合解将有利于结合误差传播理论进行可靠性分析。 展开更多

关键词 误差 解析解 谱表示法 风场模拟

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基于本征正交分解的谱表示法模拟风场的误差 被引量：5

2

作者 胡亮 顾明 李黎 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期12-15,20,共5页

推导了本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,POD)型谱表示法模拟所得平稳正态脉动风场的偏度误差和随机误差。从POD型谱表示法的模拟公式出发,推导了N变量风场模拟结果序列的样本均值、相关函数、功率谱函数和根方差等前二阶... 推导了本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,POD)型谱表示法模拟所得平稳正态脉动风场的偏度误差和随机误差。从POD型谱表示法的模拟公式出发,推导了N变量风场模拟结果序列的样本均值、相关函数、功率谱函数和根方差等前二阶矩统计特征的时域估计表达式;并证明了时域估计相关函数是正态过程,功率谱函数为非正态随机过程。进一步,计算上述样本时域估计二阶矩特征的均值和根方差,即得到了POD型谱表示法模拟所得风场的各统计量时域估计的偏度误差和随机误差,并以此给出了误差计算的通式。算例中统计误差和理论误差值的对比验证了所推导的解析解。 展开更多

关键词 风场模拟 本征正交分解(POD) 谱表示法 误差分析

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使用特征正交分解型谱表示法的汽车受路面激励随机模拟 被引量：4

3

作者 胡亮 李黎 樊剑 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期136-138,共3页

将特征正交分解型谱表示法用于模拟汽车受路面激励。首先给出了路面不平度对汽车输入的位移随机激励的谱描述。基于路面激励的功率谱矩阵,结合特征正交分解(POD,ProperO rthogonalDecomposition,)型谱表示法的模拟表达式,给出了路面激... 将特征正交分解型谱表示法用于模拟汽车受路面激励。首先给出了路面不平度对汽车输入的位移随机激励的谱描述。基于路面激励的功率谱矩阵,结合特征正交分解(POD,ProperO rthogonalDecomposition,)型谱表示法的模拟表达式,给出了路面激励的显式POD分解,定义了汽车的“路面激励模态”,推导了路面对汽车输入激励随机模拟的简化计算公式。该方法可用FFT来减少计算量以提高计算速度。它由于完全消除掉了原型谱表示法的Cholesky分解过程而具有较高的计算效率和更明确的物理意义。最后,通过对一个四轮轿车在国标GB7031-87中的A级路面不平度下受到的位移随机激励进行模拟,说明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 路面不平度 谱表示法 特征正交分解(POD) 随机模拟

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两类谱表示法模拟风场误差对比分析

4

作者 胡亮 顾明 李黎 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期6-9,17,共5页

对原型和POD型谱表示法模拟多变量正态风场时的随机误差进行了对比分析。给出了原型、POD型谱表示法的风场模拟标准算法,以及使用这套标准算法模拟风场时所产生随机误差的解析计算公式。基于此解析解,以总体随机误差和根方差相对随机误... 对原型和POD型谱表示法模拟多变量正态风场时的随机误差进行了对比分析。给出了原型、POD型谱表示法的风场模拟标准算法,以及使用这套标准算法模拟风场时所产生随机误差的解析计算公式。基于此解析解,以总体随机误差和根方差相对随机误差为标准,比较了两类谱表示法在模拟一个64点简单风场时的随机误差。数值分析结果表明:相对于原型谱表示法,POD型谱表示法的模拟随机误差较小而且空间分布更加均匀,模拟时应优先选用。此外,还研究了频率采样点数对误差的影响;给出了控制模拟随机误差的方法。 展开更多

关键词 谱表示法 风场模拟 误差 对比分析

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基于谱表示法和时间衰变模型的岩体稳定性评价 被引量：2

5

作者 吴川 廖坤阳 孙大齐 《人民长江》 北大核心 2021年第6期77-81,共5页

为了从时间尺度和空间变异性上研究石质文物危岩体的结构稳定性,建立了岩体强度参数的空间分布和时间退化模型。选取麦积山石窟13号窟危岩体为研究对象,利用强度折减法对石窟岩体稳定性进行模拟计算。模拟结果表明:①麦积山13号窟现状... 为了从时间尺度和空间变异性上研究石质文物危岩体的结构稳定性,建立了岩体强度参数的空间分布和时间退化模型。选取麦积山石窟13号窟危岩体为研究对象,利用强度折减法对石窟岩体稳定性进行模拟计算。模拟结果表明:①麦积山13号窟现状条件下最大位移为1.8 mm,中部位移方向略微倾向石窟外侧,石窟顶部呈现局部塑性变形,但整体稳定性较好,模拟结果与现状调查较为一致。②加入时间衰变模型后发现,13号窟现状条件下顶部位移为1.2 mm;预测50 a后洞窟最大位移位于洞顶,为1.3 mm;100 a后洞窟最大位移从洞顶转移至坡脚,为16.7 mm。③强度折减分析表明,100 a后模型产生大面积塑性区域贯通现象,洞顶发生拉张破坏,洞底剪切破坏。时空变异模型有效提高了传统静力学计算精度,通过时间退化模型真实地再现了石窟危岩体的动态破坏过程,在精确评价危岩体长期稳定性方面具有广泛应用价值,可为危岩治理提供参考。 展开更多

关键词 麦积山石窟 时空变异性 非平稳随机过程谱表示法 危岩体稳定性 石质文物

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特异风湍流场模拟的谱表示方法研究进展与思考 被引量：2

6

作者 徐梓栋 王浩 +2 位作者 赵恺雍 周锐 林禹轩 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期203-212,共10页

基于国内外在湍流随机场模拟领域取得的研究成果,对特异风非平稳湍流随机场谱表示模拟方法的研究进展进行综述,归纳总结经典的模拟算法增效策略。重点从提升算法模拟效率与降低计算机内存开销两方面阐述相关研究进展,讨论当前研究中面... 基于国内外在湍流随机场模拟领域取得的研究成果,对特异风非平稳湍流随机场谱表示模拟方法的研究进展进行综述,归纳总结经典的模拟算法增效策略。重点从提升算法模拟效率与降低计算机内存开销两方面阐述相关研究进展,讨论当前研究中面临的困难与挑战,并对未来研究方向进行展望。研究发现,当前模拟算法研究的关键在于计算效率与精度的有效平衡,其增效手段主要包括FFT技术、Cholesky分解改进策略、矩阵降维解耦技术和随机降维。未来重点研究方向是考虑更为真实复杂的风场特性开展湍流场高效模拟。 展开更多

关键词 特异风 非平稳 谱表示法 湍流风场模拟 研究进展

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具有桥塔风效应的桥梁风场数值模拟 被引量：12

7

作者 李黎 胡亮 +1 位作者 樊剑 方秦汉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期14-18,共5页

将特征正交分解型谱表示法运用于模拟具有桥塔风效应的桥梁风场中。首先介绍桥塔风效应和桥梁风场的概率描述,然后结合模态截断技术,介绍特征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,POD)型谱表示法,该方法是对常用的原型谱表示法的... 将特征正交分解型谱表示法运用于模拟具有桥塔风效应的桥梁风场中。首先介绍桥塔风效应和桥梁风场的概率描述,然后结合模态截断技术,介绍特征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,POD)型谱表示法,该方法是对常用的原型谱表示法的继承和提高,且物理概念更加清晰。通过引入对风速谱矩阵的显式预分解,推导模拟具有桥塔风效应的桥梁风场的简化计算公式,将对付目标功率谱矩阵的特征值分解运算简化为对实矩阵的运算。该方法可用FFT加速,相对于原有的模拟方法具有较高的计算效率。最后,以模拟龙潭河特大桥施工最大双悬臂阶段的脉动风速场为算例,解释了脉动风速过程特征正交分解模态的物理意义,说明该方法的可靠性。在算例中,观察到复杂相关结构下,特征正交分解发生振型交换的现象,并分析其原因。 展开更多

关键词 风场随机模拟 桥塔风效应 谱表示法 特征正交分解(ROD)

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用特征正交分解对各态历经风场的模拟研究 被引量：5

8

作者 胡亮 李黎 +1 位作者 樊剑 顾明 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期185-190,共6页

提出了特征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,POD)型谱表示法的各态历经风场模拟公式。将双索引频率引入到POD型谱表示法中,推导出了模拟具有各态历经性的脉动风场的计算公式,并证明了该公式模拟所得风场的前二阶统计矩是渐近... 提出了特征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,POD)型谱表示法的各态历经风场模拟公式。将双索引频率引入到POD型谱表示法中,推导出了模拟具有各态历经性的脉动风场的计算公式,并证明了该公式模拟所得风场的前二阶统计矩是渐近无偏的和渐近各态历经的,且满足目标统计特性。引入了快速傅立叶变换(FFT)算法以提高模拟的计算效率,并给出了实用的模拟算法流程。通过比较模拟算法的计算精度,说明该算法是一种高精度算法。最后,以对龙潭河特大桥的风场模拟为算例,验证了所提算法的有效性,并分析了算法在计算效率方面的优势。 展开更多

关键词 风场模拟 各态历经性 谱表示法 特征正交分解(POD)

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基于特征正交分解的空间变异地震动模拟 被引量：5

9

作者 胡亮 李黎 樊剑 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期685-689,695,共6页

结合模态截断技术,导出了特征正交分解型谱表示法的随机模拟公式.给出了空间变异地震动的随机描述,并通过引入对地震动谱矩阵的预分解,导出了用于平稳空间变异地震动随机模拟的简化计算公式,避免了较耗时的对复矩阵求特征值的运算.简化... 结合模态截断技术,导出了特征正交分解型谱表示法的随机模拟公式.给出了空间变异地震动的随机描述,并通过引入对地震动谱矩阵的预分解,导出了用于平稳空间变异地震动随机模拟的简化计算公式,避免了较耗时的对复矩阵求特征值的运算.简化公式同样可用快速傅立叶变换算法加速,较之原有模拟方法具有较高的计算效率.最后,模拟了龙潭河特大桥桥址处的空间变异地震动,说明了所推导的方法是正确的,同时形象地说明了地震动特征正交分解模态的物理意义. 展开更多

关键词 空间变异性 地震动 谱表示法 特征正交分解(POD)

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各态历经的地震动空间场的简化模拟 被引量：3

10

作者 高玉峰 吴勇信 黎冰 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2011年第10期1208-1225,共18页

基于地震动空间场模拟中运用较广泛的原型谱表示法,给出了一种各态历经地震动空间场的模拟公式.首先给出原型谱表示法中体现任意两点间相关性的相位角的具体表达式,使其具有明确的物理意义,从而使得对复功率谱矩阵的Cholesky分解转化为... 基于地震动空间场模拟中运用较广泛的原型谱表示法,给出了一种各态历经地震动空间场的模拟公式.首先给出原型谱表示法中体现任意两点间相关性的相位角的具体表达式,使其具有明确的物理意义,从而使得对复功率谱矩阵的Cholesky分解转化为对实数域内的相干函数矩阵的Cholesky分解,提高了合成效率.同时还在模拟公式中引入了双索引频率,以使得模拟公式具有均值与相关函数(自/互功率谱密度函数)的各态历经性,还对其各态历经性进行了理论上的证明,证明了当所模拟的各点地震动时间序列取一个周期时,其均值与相关函数的各态历经性.为进一步提高模拟效率,还给出了特定条件下,相干函数矩阵Cholesky分解后下三角矩阵中各元素的解析解,使得在合成中可以避免反复地在各频率下对相干函数矩阵进行Cholesky分解,从而实现了对模拟模型的简化.最后,给出一个简单的模拟实例,对改进前后模拟的地震动场进行比较,以说明改进后公式的模拟效果. 展开更多

关键词 地震动场 原型谱表示法 各态历经 双索引频率 相干函数矩阵 解析解

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考虑时间-空间变化的人工随机场模拟 被引量：7

11

作者 倪永军 朱晞 《地震学报》 CSCD 北大核心 2002年第4期407-412,共6页

采用随频率变化的视波速代替随意给定的视波速,并在随机场的模拟中引入相位差谱来考虑地震动的频率含量非平稳性.用谱表示法按不同的设计烈度生成了时间-空间变化的非平稳人工随机场,可用于大跨度空间结构多点激励的地震动输入.

关键词 时间-空间变化 人工随机场 视波速 相位差谱 地震动 频率 设计烈度 谱表示法

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基于SVM与SRM耦合的抗剪强度参数随机场模拟

12

作者 苗雨 丁琪皓 +2 位作者 陈浙 郑俊杰 李继能 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期375-379,共5页

实验数据表明土体参数具有很大的空间变异性,而随机场理论为模拟土体参数空间变异性提供了有效途径。因为传统的谱表示法(SRM)无法正确模拟多维多元随机场参数间的互相关性,提出支持向量机法(SVM)与SRM耦合的方法。SVM是基于统计学习理... 实验数据表明土体参数具有很大的空间变异性,而随机场理论为模拟土体参数空间变异性提供了有效途径。因为传统的谱表示法(SRM)无法正确模拟多维多元随机场参数间的互相关性,提出支持向量机法(SVM)与SRM耦合的方法。SVM是基于统计学习理论和结构风险最小化原理基础上的通用机器学习方法,它在解决小样本、非线性和高维模式识别问题中表现出诸多优势。以土体抗剪强度参数:黏聚力c和内摩擦角φ为例,通过实验证明二者之间存在天然负相关性,即为二维二元随机场。结果表明,在样本数量较少的条件下,基于耦合算法模拟随机场不仅能有效地描述变量的自相关性,而且能够准确地描述变量间的互相关性,为解决小样本条件下模拟多维多元随机场提供了一种有效的方法。 展开更多

关键词 谱表示法 支持向量机 随机场 互相关性

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自适应时频插值非平稳实测风速模拟

13

作者 李春祥 罗锞兴 +1 位作者 韩慧 曹黎媛 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期539-546,622,共9页

经典的基于理论规范谱的谱表示法(spectral representation method,简称SRM)可有效模拟自然界大部分风速,但在应用于极端恶劣的实测风速模拟时存在较大偏差,且模拟效率低下。针对这一问题,分别以台风“杜鹃”(弱非平稳)和实测下击暴流风... 经典的基于理论规范谱的谱表示法(spectral representation method,简称SRM)可有效模拟自然界大部分风速,但在应用于极端恶劣的实测风速模拟时存在较大偏差,且模拟效率低下。针对这一问题,分别以台风“杜鹃”(弱非平稳)和实测下击暴流风速(强非平稳)为研究背景,首先,以实测风速谱为目标,对理论规范谱进行修正,建立基于修正谱的模拟方案,使得模拟风速更加贴近真实的实测风速;其次,在基于修正谱的风速模拟平台中,引入时频插值技术,并以“平均分辨率”为量化指标,设计一种自适应插值增强方案,从二维角度,实现时频域插值点非均匀分布的自动化确定,避免时域、频域上的局部精度损失和人工测试插值参数的麻烦。数值表明:基于上述方案的模拟结果较好地保留了非平稳实测风速的时域特性和功率谱特性;自适应时频插值方案的引入,在误差损失减小78%左右的情况下,模拟效率提高了76%左右。 展开更多

关键词 实测下击暴流 谱表示法 目标谱修正 时-频插值 自适应方案 非均匀分布

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数据驱动的非高斯随机过程模拟

14

作者 李扬 徐军 《振动工程学报》 2025年第9期1995-2001,共7页

本文提出了数据驱动的非高斯随机过程模拟方法,利用人工神经网络模型建立样本转换与功率谱转换模型。基于样本数据建立了高斯样本转换到非高斯样本的神经网络模型;运用平移广义对数正态分布对样本分布函数进行建模,通过反向传播神经网... 本文提出了数据驱动的非高斯随机过程模拟方法,利用人工神经网络模型建立样本转换与功率谱转换模型。基于样本数据建立了高斯样本转换到非高斯样本的神经网络模型;运用平移广义对数正态分布对样本分布函数进行建模,通过反向传播神经网络模型直接获得潜在高斯功率谱;采用谱表示法生成高斯随机过程样本,并借助样本转换神经网络模型将其转换为非高斯过程样本。这种方法能够在有限样本数据的基础上生成非高斯随机过程样本,解决了传统转换模型精度欠佳、适用范围受限以及难以确定潜在高斯功率谱等难题。通过数值算例和脉动风场模拟验证,进一步证明了所提方法的准确性和有效性。 展开更多

关键词 随机过程 非高斯 神经网络 谱表示法 转换过程 功率谱

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