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基于ALE-ANCF方法的卷曲展开机构动力学建模与分析
1
作者 黄斐 袁婷婷 刘锦阳 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期131-142,共12页
针对含复杂的多区域接触的卷曲展开机构,该研究将其简化为带刚性转盘的变长度柔性构件,建立多体系统动力学模型,以实现高效仿真。首先,基于任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对变长度梁进行建模;然后,将复杂接触问题简化为移动边... 针对含复杂的多区域接触的卷曲展开机构,该研究将其简化为带刚性转盘的变长度柔性构件,建立多体系统动力学模型,以实现高效仿真。首先,基于任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对变长度梁进行建模;然后,将复杂接触问题简化为移动边界的约束关系,给出一种增删节点处理方法,有效解决了单元长度变化引起的奇异和精度问题,在此基础上建立了刚-柔耦合多体系统的动力学模型,用隐式算法实现了动力学方程的数值求解。通过滑绳和动滑轮算例验证了建模方法的有效性;最后,建立了卷曲机构充气展开系统的简化动力学模型,该模型采用任意拉格朗日-欧拉法移动网格实时跟踪卷曲机构的位置,精准捕捉移动边界点,从而高效确定接触行为。分析了气压力与黏附力对展开动力学特性的影响,通过控制黏附力分布,实现了卷曲机构的匀速展开,对工程实际具有参考价值。 展开更多
关键词 变长度梁 任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法 卷曲展开机构 动力学建模 移动边界约束方程
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求解一类线性等式约束凸优化问题的加速方法
2
作者 孟辛晴 张文星 《运筹学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-17,共17页
具有线性约束的凸优化问题是数学规划中的一类经典问题。本文将借助对偶理论,研究求解一类具有线性等式约束的凸优化问题的加速算法。由于此类问题的对偶问题是一个具有两块可分离结构的凸优化问题,我们基于Goldstein等人在加速交替方... 具有线性约束的凸优化问题是数学规划中的一类经典问题。本文将借助对偶理论,研究求解一类具有线性等式约束的凸优化问题的加速算法。由于此类问题的对偶问题是一个具有两块可分离结构的凸优化问题,我们基于Goldstein等人在加速交替方向乘子法方面的重要工作,提出了一种在弱化条件下求解线性等式约束凸优化问题的加速方法。我们的方法与Goldstein等人的加速交替方向乘子法的不同之处为:1)目标函数仅要求具有凸性(而不必强凸);2)罚参数仅要求β>0(而不受目标函数的利普希茨常数、强单调系数的限制)。基于上述弱化的条件,我们证明了所提的加速交替方向乘子法依然具有收敛性和O(1/k^(2))的收敛率。我们将条件弱化后的加速交替方向乘子法用于求解一个图像重建问题。数值实验结果表明,条件弱化后的加速交替方向乘子法依然具有较好的数值效果。 展开更多
关键词 线性等式约束 对偶 可分离结构凸优化 交替方向乘子法 Nesterov加速技术
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一种拖曳系统流固耦合计算方法
3
作者 黄帅瑜 王志博 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第23期57-63,共7页
海洋拖曳系统是一种经典的流固耦合系统。然而,拖曳系统通常是根据实验数据确定的恒定阻力系数进行动态模拟。为了改进这种选取固定的经验阻力系数模拟方法,本文将莫里森方程应用于节点位置有限元,将改进的节点位置有限元法(NPFEM)与雷... 海洋拖曳系统是一种经典的流固耦合系统。然而,拖曳系统通常是根据实验数据确定的恒定阻力系数进行动态模拟。为了改进这种选取固定的经验阻力系数模拟方法,本文将莫里森方程应用于节点位置有限元,将改进的节点位置有限元法(NPFEM)与雷诺数平均N-S(RANS)方法相结合,用于预测雷诺数范围内沿缆索的水动力,通过计算获得的水动力,对NPFEM进行流体动力学插值。结果表明,该方法得到的模拟结果与实验的结果更加吻合,更好地模拟拖缆的真实运动情况。该FSI方法揭示了拖曳系统周围真实的强流体动力学确定的缆索动力学和涡流结构引起的振动。 展开更多
关键词 拖曳系统 节点位置有限元 雷诺平均方程 边界层分离 流固耦合
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基于增广拉格朗日方法的多柔体动力学研究 被引量：3
4
作者 田强 张云清 +1 位作者 陈立平 覃刚 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第24期7707-7710,7714,共5页
采用绝对节点坐标方法研究了受非线性约束的大变形多柔体系统动力学问题。基于增广拉格朗日方法推导建立了系统的动力学方程。方程中的未知变量数目与约束方程数目无关,仅以广义位置为基本变量进行求解。采用不变矩阵法计算系统弹性力,... 采用绝对节点坐标方法研究了受非线性约束的大变形多柔体系统动力学问题。基于增广拉格朗日方法推导建立了系统的动力学方程。方程中的未知变量数目与约束方程数目无关,仅以广义位置为基本变量进行求解。采用不变矩阵法计算系统弹性力,引入Broyden拟牛顿法大大提高了求解效率。系统仿真结果表明了所用方法的有效性。 展开更多
关键词 绝对节点坐标 非线性约束 大变形多体系统 增广拉格朗日方法 系统仿真
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波形钢腹板多塔斜拉桥动力特性分析 被引量：16
5
作者 陈水生 钟汉清 +1 位作者 桂水荣 钟志斌 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期31-35,共5页
为确定波形钢腹板多塔斜拉桥的自振特性,以南昌朝阳大桥[(79+5×150+79)m波形钢腹板6塔斜拉桥,结构体系为塔梁固结、梁墩分离]为背景,采用有限元法进行分析。分别采用ETABS和OpenSEES软件建立有限元模型,分析其动力特性,并通过ETAB... 为确定波形钢腹板多塔斜拉桥的自振特性,以南昌朝阳大桥[(79+5×150+79)m波形钢腹板6塔斜拉桥,结构体系为塔梁固结、梁墩分离]为背景,采用有限元法进行分析。分别采用ETABS和OpenSEES软件建立有限元模型,分析其动力特性,并通过ETABS建立4种不同纵向约束工况下的有限元模型,研究纵向刚度对整体结构动力特性的影响。结果表明:大跨度塔梁固结、梁墩分离体系多塔斜拉桥自振特性表现为主梁和桥塔的振型耦合;纵向约束对纵飘振型的出现有较大影响,对于主梁的竖向及桥塔的纵向振型影响较小。 展开更多
关键词 斜拉桥 波形钢腹板 塔梁固结 梁墩分离 动力特性 有限元法 纵向约束
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单环盾构隧道破坏历程中的弯矩分离法 被引量：2
6
作者 董新平 陈小羊 陈浩 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期64-71,共8页
基于盾构隧道单环破坏历程增量法解析解,推导了管片接头效应弯矩分离法;分析了弯矩分离法的原理、功能和作用、实施方法、校验方法及应用效果。研究表明:弯矩分离法可以量化和追踪特定管片接头对管片内力(弯矩)的影响;低荷载水平阶段,... 基于盾构隧道单环破坏历程增量法解析解,推导了管片接头效应弯矩分离法;分析了弯矩分离法的原理、功能和作用、实施方法、校验方法及应用效果。研究表明:弯矩分离法可以量化和追踪特定管片接头对管片内力(弯矩)的影响;低荷载水平阶段,弯矩分离法可以在管片弯矩与管片接头弹性转动刚度之间建立显式的函数关系;高荷载水平阶段,弯矩分离法的增量表达式可以追踪管片弯矩与管片接头非线性转动刚度之间的内在联系;单环盾构隧道破坏演变过程中,不同位置管片接头对管片内力(弯矩)的影响存在显著的不均衡特征,特定位置管片弯矩的增减及其变化幅度受少数关键的管片接头主导和控制;管片位置不同,对管片弯矩变化形态起主导和控制作用的管片接头不同。 展开更多
关键词 隧道工程 管片衬砌 破坏历程 弯矩分离法 U形约束刚臂
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采用凝聚函数求解变量可分离规划
7
作者 王晓光 隋允康 李晓阳 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1294-1297,共4页
为了基于凝聚函数(K-S函数)的特性,将工程问题中的多约束、多目标凝聚为一个近似的、逼近精度参数ρ控制来求解原问题,分析了变量可分离目标函数∑ni=1fi(xi)与KS(ρ,x),并构造L(x,λ)函数,根据鞍点条件建立方程,并对该方程进行一阶Tay... 为了基于凝聚函数(K-S函数)的特性,将工程问题中的多约束、多目标凝聚为一个近似的、逼近精度参数ρ控制来求解原问题,分析了变量可分离目标函数∑ni=1fi(xi)与KS(ρ,x),并构造L(x,λ)函数,根据鞍点条件建立方程,并对该方程进行一阶Taylor公式展开,求解出拉格朗日乘子的近似解λ*及设计变量的近似解x*i.通过Matlab数学语言来编制求解可分离变量的求解程序,计算了代表性典型变量可分离算例.结果表明:该解法能够高效、快速地完成计算,收敛精度稳定. 展开更多
关键词 变量可分离规划 凝聚函数 拉格朗日乘子法 约束
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解可分离约束双凹规划问题的一种外逼近方法(英文)
8
作者 高岳林 徐成贤 《应用数学》 CSCD 北大核心 2002年第3期42-46,共5页
在本文中 ,我们提出了双凹规划问题和更一般的广义凹规划问题 .我们给出了双凹规划问题的整体最优性条件 ,并构造了一个有限终止外逼近算法 .
关键词 双凹规划 广义凹规划 整体优化 外逼近方法 可分离约束
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碰撞响应中对传统几何约束法的改进
9
作者 靳雁霞 程思岳 +2 位作者 王贺 程琦甫 张晋瑞 《现代电子技术》 北大核心 2020年第1期122-125,130,共5页
为了解决目前布料仿真中用隐式积分法预测所得的下一个时间步长位移不精确的情况,提出一种新的平均力法来预测下一个时间步长的位移。该方法通过力来预测一个时间步长内的位移,比起直接预测位移的隐式积分方法更加精确,其位移预测的误... 为了解决目前布料仿真中用隐式积分法预测所得的下一个时间步长位移不精确的情况,提出一种新的平均力法来预测下一个时间步长的位移。该方法通过力来预测一个时间步长内的位移,比起直接预测位移的隐式积分方法更加精确,其位移预测的误差能够减少5%~10%,并且随着时间步长的增加,误差会越来越小。此外,针对碰撞检测后检测到的穿透现象,提出一种基于分离轴的碰撞响应算法解决穿透现象。该方法首先确定碰撞平面以及分离轴,将发生穿透的部分投影到分离轴上,得到穿透深度和穿透方向,给发生穿透的物体一个瞬时的冲量和阻尼力,让物体返回碰撞平面上。通过大量的实验对比可以得出,基于分离轴的碰撞响应算法在解决穿透现象方面是切实可行的。 展开更多
关键词 布料仿真 碰撞检测 几何约束 碰撞响应 平均力法 分离轴
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最小动压约束下的全程轨迹优化设计方法
10
作者 颜楚雄 王蕴宝 +2 位作者 秦绪国 童轶男 宋加洪 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2021年第1期86-90,共5页
针对在包括最小动压约束在内的多约束飞行条件下的机动飞行器轨迹优化问题,建立了利用hp自适应伪谱法的飞行器轨迹优化问题求解方法。仿真分析了在无动力飞行时,最小动压约束对各状态变量的影响以及在最小动压约束下,不同分离点参数对... 针对在包括最小动压约束在内的多约束飞行条件下的机动飞行器轨迹优化问题,建立了利用hp自适应伪谱法的飞行器轨迹优化问题求解方法。仿真分析了在无动力飞行时,最小动压约束对各状态变量的影响以及在最小动压约束下,不同分离点参数对飞行轨迹产生的影响。为提高飞行器性能指标,提出一种利用伪谱法的主动段和无动力段全程轨迹联合优化设计方法。仿真结果表明,相较于分段优化,该方法能够提高飞行器最大射程。 展开更多
关键词 最小动压约束 hp自适应伪谱法 全程优化 分段优化 分离点参数
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