随机复合材料结构非线性热-力耦合模拟的统计高阶多尺度方法

1

作者 董灏 崔俊芝 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期153-166,共14页

对于具有复杂随机细观构造的复合材料结构的非线性热-力耦合问题的随机多尺度建模和计算仍是一个具有挑战性的问题。本文发展了一个新的统计高阶多尺度方法,克服了随机多尺度问题直接模拟时巨大的计算量,实现了具有随机复合材料结构非... 对于具有复杂随机细观构造的复合材料结构的非线性热-力耦合问题的随机多尺度建模和计算仍是一个具有挑战性的问题。本文发展了一个新的统计高阶多尺度方法,克服了随机多尺度问题直接模拟时巨大的计算量,实现了具有随机复合材料结构非线性热-力耦合问题的数值模拟。借助统计多尺度渐近分析和泰勒级数方法,本文严格推导了可以精确分析随机复合材料结构宏-细观尺度非线性热-力耦合响应的统计高阶多尺度计算模型。然后,通过局部误差分析证明了统计高阶多尺度计算模型中高阶校正项在保持计算模型局部能量和动量守恒的重要意义。进一步,建立了可以高效模拟随机复合材料结构非线性热-力耦合行为的具有离线和在线两阶段的时空多尺度算法。最后,通过数值实验验证了统计高阶多尺度方法的计算高效率和高精度。 展开更多

关键词 随机复合材料结构 非线性热-力耦合模拟 统计高阶多尺度计算模型 时空多尺度算法 局部误差分析

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混凝土框架结构非线性静力分析的随机模拟 被引量：6

2

作者 丁光莹 李杰 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期389-394,共6页

考虑结构材料本构模型参数的随机性 ,利用非线性Push over随机模拟方法对混凝土框架结构进行了非线性静力反应的随机模拟分析 .研究结果表明 :混凝土本构模型中的参数随机性对混凝土结构不同力学指标的反应进程均有十分显著的影响 .

关键词 混凝土框架结构 非线性静力分析 本构模型 非线性push-over随机模拟 结构反应

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粘滞阻尼器减震结构非线性随机振动的时域显式降维迭代随机模拟法 被引量：17

3

作者 苏成 李保木 +2 位作者 陈太聪 梁雄 代希华 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期556-563,共8页

粘滞阻尼器在大型复杂结构减震设计中应用广泛。由于粘滞阻尼器的非线性阻尼力特性,粘滞阻尼器减震结构非平稳随机地震反应分析是一个典型的局部非线性随机振动问题。利用减震结构动力响应时域显式表达式的降维列式优势,仅针对与粘滞阻... 粘滞阻尼器在大型复杂结构减震设计中应用广泛。由于粘滞阻尼器的非线性阻尼力特性,粘滞阻尼器减震结构非平稳随机地震反应分析是一个典型的局部非线性随机振动问题。利用减震结构动力响应时域显式表达式的降维列式优势,仅针对与粘滞阻尼器相关的局部自由度进行非线性迭代计算,提出了局部非线性随机振动问题的时域显式降维迭代随机模拟法,为设置粘滞阻尼器的大型复杂减震结构非线性地震反应分析提供一种高效的随机振动方法。以安装了四个纵桥向粘滞阻尼器的某主跨1200m悬索桥为工程实例,开展E2水准地震激励下的非线性随机振动分析。计算结果显示,设置阻尼器后,主梁的纵桥向位移得到明显控制,降幅达到80%,大桥的关键截面内力也有5%左右的降幅。 展开更多

关键词 减震结构 粘滞阻尼器 悬索桥 非线性随机振动 时域显式降维迭代 随机模拟

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大规模非线性系统随机振动显式迭代Monte Carlo模拟法 被引量：6

4

作者 苏成 黄欢 +1 位作者 徐瑞 李雪平 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期159-165,共7页

探讨了非平稳随机激励下大规模非线性系统随机振动Monte Carlo模拟法。引入等效激励的概念,把非线性系统动力方程写成状态方程的形式,并采用精细积分法对状态方程进行数值求解,导出非线性系统振动分析的显式迭代法。基于所导出的显式迭... 探讨了非平稳随机激励下大规模非线性系统随机振动Monte Carlo模拟法。引入等效激励的概念,把非线性系统动力方程写成状态方程的形式,并采用精细积分法对状态方程进行数值求解,导出非线性系统振动分析的显式迭代法。基于所导出的显式迭代公式,可以有效提高单次确定性非线性振动分析的计算效率,从而可以通过Monte Carlo模拟获得非平稳随机激励下非线性系统随机响应的统计信息,同时还可以获取非线性系统随机响应的演化概率密度函数。数值算例表明,所提出的方法迭代收敛速度快,计算精度高,适用于求解大规模非线性系统随机振动问题。 展开更多

关键词 随机振动 非线性振动 显式迭代法 MONTE Carlo模拟法

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非线性随机波的数值模拟 被引量：8

5

作者 洪广文 朱良生 《海洋工程》 CSCD 北大核心 1990年第2期57-70,共14页

本文根据作者提出的非线性不规则波四阶近似理论解,首先导出二阶非线性谱和线性谱的关系式,并应用非线性有约束最优化方法建立了从靶谱分解线性谱和二阶非线性谱的数学模式,进而建立非线性随机波数值模拟的数学模型及其快速傅里叶交换算... 本文根据作者提出的非线性不规则波四阶近似理论解,首先导出二阶非线性谱和线性谱的关系式,并应用非线性有约束最优化方法建立了从靶谱分解线性谱和二阶非线性谱的数学模式,进而建立非线性随机波数值模拟的数学模型及其快速傅里叶交换算式,从而大大地缩短计算机时。由于采用从靶谱分解出的线性谱,模拟的非线性随机波现实谱和靶谱符合一致。最后通过算例,对模拟的非线性及线性随机波的谱估计及波面统计特性进行初步分析,本方法为浅水不规则波与水流及建筑物相互作用的研究提供随机模拟基础。 展开更多

关键词 随机波 不规则波 谱分解 随机模拟 二阶非线性 统计特性 约束最优化方法 非线性波 谱估计 数值模拟

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基于广义子集模拟和自适应Kriging模型的非线性随机动力系统的时变可靠性分析 被引量：3

6

作者 唐和生 郭雪媛 薛松涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第21期47-54,共8页

针对非线性随机动力系统在非平稳高斯随机过程激励下的时变可靠性问题,提出一种广义子集模拟(GSS)和主动学习Kriging模型结合Monte Carlo的自适应更新(AK-MCS)高效计算方法(GSS-AK-MCS)。基于全概率定理,将非线性随机动力系统的时变可... 针对非线性随机动力系统在非平稳高斯随机过程激励下的时变可靠性问题,提出一种广义子集模拟(GSS)和主动学习Kriging模型结合Monte Carlo的自适应更新(AK-MCS)高效计算方法(GSS-AK-MCS)。基于全概率定理,将非线性随机动力系统的时变可靠性转化为一个双层嵌套问题:内层通过GSS算法解决非平稳随机激励下累积失效概率的计算;外层自适应地构建系统随机参数与累积失效概率之间的Kriging代理模型,基于代理模型实现随机系统的可靠性分析。以两个非线性结构系统的时变可靠性分析为例,验证所提出方法的可行性。数值算例结果表明:GSS-AK-MCS方法不受非平稳随机激励的频谱特征的影响,与传统的MCS和Kriging模型方法比较,显著提高了非线性随机动力系统的时变可靠性计算效率。 展开更多

关键词 非线性随机动力系统 非平稳随机激励 时变可靠性 广义子集模拟(GSS) AK-MCS法

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随机非线性动态系统数值模拟与性态分析 被引量：1

7

作者 彭云建 程培 邓飞其 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1126-1132,共7页

针对具有随机参数非线性系统和随机非线性系统的数值模拟与性态分析问题,提出将蒙特卡罗模拟方法与数值积分法相结合,建立了迭代积分算法求取随机非线性系统在不同随机序列作用下的数值解集,分析了计算误差.其次,利用数值解集的样本值... 针对具有随机参数非线性系统和随机非线性系统的数值模拟与性态分析问题,提出将蒙特卡罗模拟方法与数值积分法相结合,建立了迭代积分算法求取随机非线性系统在不同随机序列作用下的数值解集,分析了计算误差.其次,利用数值解集的样本值进行解过程性态分析,建立了系统状态的概率分布、均方和矩函数的数值计算公式,实现了该类系统数值模拟分析的完整算法和程序流程设计.最后,通过两类典型示例系统的数值仿真结果验证本文算法与流程的正确性和有效性. 展开更多

关键词 随机非线性动态系统 数值模拟 性态分析

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非线性随机动态响应的高效模拟方法

8

作者 张书俊 任钧国 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期117-120,共4页

提出了一种分析多自由度非线性系统在随机激励下响应的高效模拟方法。该方法以蒙特卡罗方法为基础,针对动态问题,建立了有效的重要性判别准则,采用俄罗斯轮盘赌与分裂方法来处理响应样本,增加了样本在低失效概率区域出现的几率,提高了... 提出了一种分析多自由度非线性系统在随机激励下响应的高效模拟方法。该方法以蒙特卡罗方法为基础,针对动态问题,建立了有效的重要性判别准则,采用俄罗斯轮盘赌与分裂方法来处理响应样本,增加了样本在低失效概率区域出现的几率,提高了模拟效率。通过两个算例表明,该方法操作简单,可以大大地减少计算量,能够适用于实际的工程问题。 展开更多

关键词 随机响应 数值模拟 动态系统 非线性

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非线性贝叶斯动态模型及其随机模拟算法

9

作者 边平勇 李金静 《统计与决策》 CSSCI 北大核心 2007年第13期133-134,共2页

一、引言非线性贝叶斯动态模型定义为 观测方程：zk=hk（xk，nk） 状态方程：xk=fk（xk-1，vk-1） 初始先验：（x0｜D0） 其中，观测方程描述观测值（或向量）如何随参数变化，状态方程描述参数如何随时间变化。

关键词 动态模型 贝叶斯 非线性 随机模拟 状态方程 算法 时间变化 观测

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非线性随机波与直墙相互作用的数值计算及统计分析 被引量：2

10

作者 冯卫兵 洪广文 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期6-11,共6页

就如何应用非线性随机波及其与直墙相互作用的数学模型进行模拟计算作一叙述 ,通过近2 0种组合的波面、波压强、合压力和合力矩等运动和动力过程的模拟计算 ,并且对模拟过程进行了谱估计及统计分析 ,形成相应的“波高”、周期、极值等序... 就如何应用非线性随机波及其与直墙相互作用的数学模型进行模拟计算作一叙述 ,通过近2 0种组合的波面、波压强、合压力和合力矩等运动和动力过程的模拟计算 ,并且对模拟过程进行了谱估计及统计分析 ,形成相应的“波高”、周期、极值等序列 .结果表明 :应用本文模式进行计算得到的非线性随机波与直墙相互作用的波动过程具有天然海浪特性 ,估计谱与理论谱参数一致 ,同时计算速度快。 展开更多

关键词 非线性随机波 直墙 数值模拟 统计分析

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离散型广义非线性纵向数据模型中偏离名义离差的检验及其功效模拟(英文)

11

作者 林金官 韦博成 傅珏生 《应用数学》 CSCD 北大核心 2006年第2期342-347,共6页

离散型广义非线性模型包括Poisson,二项,负二项模型.本文讨论离散型广义非线性纵向数据模型中偏离名义离差的检验问题,得到了检验的score统计量,并利用MonteCarlo方法研究了检验统计量的性质.最后,利用杀虫剂数据说明了检验方法的应用.

关键词 纵向数据 广义非线性模型 随机效应 名义离差 SCORE检验 模拟功效

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车辆-人体振动非线性时域模拟及软件实现

12

作者 张建荣 王岩松 何辉 《拖拉机与农用运输车》 2009年第3期50-52,共3页

基于SY6480客车建立了车辆-人体振动系统的十二自由度非线性动力学模型,通过对钢板弹簧和减振器非线性特性的离散化,在四轮相关随机路面激励的条件下,采用分步线性化法对整车-人体的振动情况进行了时域模拟与频谱分析。试验验证结果表... 基于SY6480客车建立了车辆-人体振动系统的十二自由度非线性动力学模型,通过对钢板弹簧和减振器非线性特性的离散化,在四轮相关随机路面激励的条件下,采用分步线性化法对整车-人体的振动情况进行了时域模拟与频谱分析。试验验证结果表明系统模型建立正确,模拟和分析方法切实可行。进而本文还对整个模拟过程进行了可视化编程,编写的软件可实现平顺性的分析、预测和参数优化,可作为汽车平顺性设计的辅助工具。 展开更多

关键词 车辆-人体系统 非线性随机振动 数值模拟 软件实现

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裂缝性储层属性分析与随机模拟 被引量：9

13

作者 唐永 梅廉夫 +2 位作者 唐文军 陈友智 胡志伟 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期56-66,共11页

与常规储层相比,裂缝的存在致使裂缝性储层非均质性增强,如何全面、准确地定量描述裂缝网络成为细致刻画这类储集层的关键。合理整合相关裂缝信息数据,运用最优概率分布函数对裂缝属性特征进行统计和空间分析,结合区域地质背景和研究目... 与常规储层相比,裂缝的存在致使裂缝性储层非均质性增强,如何全面、准确地定量描述裂缝网络成为细致刻画这类储集层的关键。合理整合相关裂缝信息数据,运用最优概率分布函数对裂缝属性特征进行统计和空间分析,结合区域地质背景和研究目的,选择最佳理论模型是裂缝性储层建模的基本思想。依据这一原则对裂缝性储层随机模拟的方法进行了综合分析,认为:(1)非线性分析方法能够最大限度减小不同数据源、不同尺度数据整合所产生的误差,综合分析的裂缝数据较为理想;(2)运用圆周统计、人工智能分析裂缝属性能够获得较为合理的结论;(3)复合模型既能表现裂缝离散性特征,又能体现裂缝聚类的连续性效果,能较好地表征裂缝性储层特点。但裂缝发育的复杂性决定了裂缝储层建模还需综合不同学科、运用多种方法和手段进行深入的探讨和研究。 展开更多

关键词 裂缝性储层 非线性分析 随机模拟 属性特征 连续性

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非线性系统参数估计的一类有效搜索策略 被引量：14

14

作者 王凌 李令莱 郑大钟 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期953-958,共6页

结合模拟退火的随机概率突跳性搜索和单纯形法的凸多面体几何搜索 ,提出了非线性系统参数估计的一类有效搜索策略 .通过对多种非线性定常系统的多维参数估计和非线性时变水箱系统的参数与时滞在线联合估计的仿真研究 ,验证了该方法的可... 结合模拟退火的随机概率突跳性搜索和单纯形法的凸多面体几何搜索 ,提出了非线性系统参数估计的一类有效搜索策略 .通过对多种非线性定常系统的多维参数估计和非线性时变水箱系统的参数与时滞在线联合估计的仿真研究 ,验证了该方法的可行性。 展开更多

关键词 非线性系统 参数估计 搜索策略 随机概率 模拟退火算法

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GARCH模型残差非线性BDS检验有限样本的性质探讨

15

作者 严正香 尹玉枝 安宁宁 《统计与决策》 CSSCI 北大核心 2007年第16期21-23,共3页

本文经过大量的随机模拟,比较了不同强度的GARCH模型,及不同样本量下,BDS检验估计残差与对数平方残差的实际检验水平性质,发现小样本下BDS检验会过多的拒绝原假设;检验对数平方残差的效果优于检验标准残差的效果;BDS检验参数m对其检验... 本文经过大量的随机模拟,比较了不同强度的GARCH模型,及不同样本量下,BDS检验估计残差与对数平方残差的实际检验水平性质,发现小样本下BDS检验会过多的拒绝原假设;检验对数平方残差的效果优于检验标准残差的效果;BDS检验参数m对其检验结果存在显著影响,一般取4为较佳;BDS检验参数ε对检验结果没有太大影响,一般取序列的一个标准差即可。 展开更多

关键词 GARCH BDS 非线性 小样本 随机模拟

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应用于传感器系统噪声模拟的随机数发生器

16

作者 谢表铭 丁毅 沈海斌 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第8期83-86,共4页

传统用于电压噪声模拟的随机数发生器受到工作电压的限制,且产生的随机序列复杂度一般。针对这2个问题,研究了不同工作电压下的电路单元特性,设计相应的随机数电路结构,在保证输出的同时,解决了工作电压的变化带来的时序问题。此外,通... 传统用于电压噪声模拟的随机数发生器受到工作电压的限制,且产生的随机序列复杂度一般。针对这2个问题,研究了不同工作电压下的电路单元特性,设计相应的随机数电路结构,在保证输出的同时,解决了工作电压的变化带来的时序问题。此外,通过采用非线性的反馈逻辑,提高了随机序列的复杂度。 展开更多

关键词 传感器 随机数 时序 斐波那契振荡 非线性反馈 噪声模拟

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堆石体三轴剪切试验的三维细观数值模拟 被引量：38

17

作者 马刚 周伟 +1 位作者 常晓林 周创兵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期746-753,共8页

从细观角度出发,采用随机模拟技术建立堆石体的三维随机颗粒模型,基于修正的增广Lagrangian算法的非线性接触算法模拟颗粒间的相互接触,采用损伤软化模型描述细观单元的应力应变关系,当细观单元的损伤度超过损伤阀值时删除该单元,采用We... 从细观角度出发,采用随机模拟技术建立堆石体的三维随机颗粒模型,基于修正的增广Lagrangian算法的非线性接触算法模拟颗粒间的相互接触,采用损伤软化模型描述细观单元的应力应变关系,当细观单元的损伤度超过损伤阀值时删除该单元,采用Weibull概率分布描述堆石体材料物理力学性质的非均匀性。以水布垭面板堆石坝茅口组堆石为研究对象,进行其三轴剪切试验的变形体离散元细观数值模拟,采用应变控制加载,再现了堆石体的颗粒变形和运动规律。数值计算结果表明,数值模拟能够较好地反映堆石体三轴试验的变形规律,得到的轴向应变-偏应力曲线和轴向应变-体积应变曲线接近试验曲线。从能量角度分析了颗粒变形、颗粒间的摩擦、颗粒的损伤破碎、颗粒运动在加载过程中对系统的贡献。 展开更多

关键词 堆石体 变形体离散元 细观力学 随机模拟 非线性接触 损伤软化模型 非均匀性

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大型射电望远镜悬挂馈源的风振模拟 被引量：15

18

作者 仇原鹰 陈杰 段宝岩 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期91-95,共5页

基于随机过程理论和数值模拟方法 ,提出了利用 MATL AB软件模拟生成随机风荷的一种新途径。分析了 5 0 0 m口径大型射电望远镜 ( FAST)悬挂馈源结构在随机风荷下的非线性动力响应 ,为设计馈源稳定平台的运动控制范围提供了依据。

关键词 大型射电望远镜 随机风荷 模拟 馈源舱 非线性动力分析

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单自由度随机滞回系统的振动响应分析 被引量：7

19

作者 张义民 付立英 闻邦椿 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期11-15,共5页

在 Bouc- Wen滞回模型的基础上 ,根据求解随机非线性结构动力学的二阶矩法 ,推导出求解由滞回环本身的随机性而引起的、单自由度随机滞回系统的响应的有效数值方法 ,得到了系统响应的均值和标准差。并采用Monte- Carlo数值模拟法对系统... 在 Bouc- Wen滞回模型的基础上 ,根据求解随机非线性结构动力学的二阶矩法 ,推导出求解由滞回环本身的随机性而引起的、单自由度随机滞回系统的响应的有效数值方法 ,得到了系统响应的均值和标准差。并采用Monte- Carlo数值模拟法对系统的响应进行模拟分析 ,其计算结果与数值模拟结果相基本吻合。从而解决了由滞回环本身的随机性引起的非线性振动系统的随机响应问题。 展开更多

关键词 随机非线性系统 单自由度随机滞回系统 非线性随机振动 二阶矩法 Monte—Carlo模拟 振动响应

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随机共振系统输出的一种新的反演方法　 被引量：8

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作者 李华锋 徐博侯 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期194-198,共5页

随机共振是一种在非线性系统中噪声起促进作用的反直观的现象.近来,这一现象被应用到信号处理领域.以前大部分关于随机共振的工作都集中在考虑受噪声污染的简谐信号或者数字信号,将考虑多频模拟信号,以获得随机共振在信号处理中的更多... 随机共振是一种在非线性系统中噪声起促进作用的反直观的现象.近来,这一现象被应用到信号处理领域.以前大部分关于随机共振的工作都集中在考虑受噪声污染的简谐信号或者数字信号,将考虑多频模拟信号,以获得随机共振在信号处理中的更多有价值的信息.还原随机共振系统的输出一直是一个困难的问题,但是在信号比较简单,例如简谐模拟信号和数字信号的情况下,可以有一些比较简便的方法.对于多频模拟信号,系统输出的还原就会相应地变得比较复杂.在分析非线性系统输出波形畸变原因的基础上,提出了一种新的反演方法,这种方法包含一个简单的反演公式、跃迁区域(信号严重失真段)的线性插值和最小二乘法的多项式曲线拟合.仿真结果表明,在适当选择系统参数的基础上,应用上述的反演方法可以得到比较理想的结果. 展开更多

关键词 随机共振 非线性系统 模拟信号处理 输出反演 多频信号

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