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Some Equivalence Transform Methods for Simulating Models in Control Systems
1
作者 Degui, Liu 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 1993年第4期32-42,共11页
In this paper two classes of equivalence transform methods for solving ordinary differential equations are proposed. One class of method is the equivalence integral transform method for special differential algebraic ... In this paper two classes of equivalence transform methods for solving ordinary differential equations are proposed. One class of method is the equivalence integral transform method for special differential algebraic problems. The advantage of this class of method is such that the amount of work calculating one integration with parameters becomes that of two interpolations, when the system of nonlinear equations is solved on the right hand side function. The other class of method is the equivalence substitution method for avoiding calculating derivative on the right hand side function. In order to avoid calculation derivatives, two equivalence substitution methods are proposed here. The application instances of some special effect of the equivalence substitution methods are given. 展开更多
关键词 ALGEBRA Calculations Computer simulation Control systems Differential equations Integration Interpolation Mathematical models Mathematical transformations nonlinear equations numerical methods
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用于非线性动力分析的一种高效精细积分单步法 被引量:9
2
作者 王海波 陈晋 李少毅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第15期158-162,229,共6页
针对非线性动力状态方程v=H·v+f(v,t),结合精细积分法和Romberg数值积分,对计算过程中待求的v_(k+j/m)(j=1,2,…,m),利用当前时刻vk,通过二阶龙格库塔法进行预估,提出了一种避免状态矩阵求逆的高效精细积分单步法。该方法计算格式... 针对非线性动力状态方程v=H·v+f(v,t),结合精细积分法和Romberg数值积分,对计算过程中待求的v_(k+j/m)(j=1,2,…,m),利用当前时刻vk,通过二阶龙格库塔法进行预估,提出了一种避免状态矩阵求逆的高效精细积分单步法。该方法计算格式统一,易于编程,通过选取m值,可进行不同计算精度的计算。与两种单步法、一次预-校法及预估校正-辛时间子域法进行数值比较,计算结果表明,该方法具有高精度、高效率及较好的稳定性。在求解多自由度、强非线性动力响应问题中具有较大优势。 展开更多
关键词 非线性动力方程 精细积分法 Romberg数值积分 龙格库塔法 单步法
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用于热集成精馏序列综合的改进模拟退火算法 被引量:18
3
作者 安维中 袁希钢 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期506-510,共5页
提出一个用于多组分热集成精馏系统综合问题的改进模拟退火算法 将优化问题表示为混合整数非线性规划 (MINLP) 问题, 将算法设计同研究问题的特征相结合, 运用本文方法可在同一退火策略下实现流程结构和操作参数的同步优化, 并能达到计... 提出一个用于多组分热集成精馏系统综合问题的改进模拟退火算法 将优化问题表示为混合整数非线性规划 (MINLP) 问题, 将算法设计同研究问题的特征相结合, 运用本文方法可在同一退火策略下实现流程结构和操作参数的同步优化, 并能达到计算精度和计算速度的更好均衡 通过对大规模算例 (产品数≥10) 的计算表明, 该方法对求解此类问题非常有效. 展开更多
关键词 精馏序列综合 热集成 模拟退火 MINLP
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一种改进的精细-龙格库塔法 被引量:35
4
作者 富明慧 梁华力 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1-5,共5页
提出了求解非线性动力学方程的一种改进的精细龙格库塔法。首先对于线性问题,利用等步长的New-ton-Cotes积分公式计算非齐次方程Duhamel积分形式的特解。由于在此过程中提出了一种简便的算法,与常规的同精度数值积分法相比,能较大程度... 提出了求解非线性动力学方程的一种改进的精细龙格库塔法。首先对于线性问题,利用等步长的New-ton-Cotes积分公式计算非齐次方程Duhamel积分形式的特解。由于在此过程中提出了一种简便的算法,与常规的同精度数值积分法相比,能较大程度地降低计算量和存储量。然后将上述方法推广到非线性问题,对于各积分点上未知的状态参量,参照龙格库塔法的几何解释进行一次预估。与已有的精细龙格库塔法相比,在精度和效率上均有较大程度的改善。算例结果充分证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 非线性动力学方程 精细积分法 龙格库塔法 指数矩阵运算 数值积分
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非线性动力系统精细积分下的显式级数解 被引量:10
5
作者 李金桥 于建华 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 2002年第2期24-27,共4页
基于钟万勰等提出的指数矩阵精细算法 ,对n维未知向量v的一阶微分方程 v=Hv +f(v ,t)进行求解 ,其中Hv和f(v ,t)分别是右端项的线性齐次部分和非线性部分。将非线性部分在所论时刻tk处展成t-tk=τ的Taylor级数形式 ,并通过指数矩阵eHt... 基于钟万勰等提出的指数矩阵精细算法 ,对n维未知向量v的一阶微分方程 v=Hv +f(v ,t)进行求解 ,其中Hv和f(v ,t)分别是右端项的线性齐次部分和非线性部分。将非线性部分在所论时刻tk处展成t-tk=τ的Taylor级数形式 ,并通过指数矩阵eHt 及其精细算法对状态方程直接积分 ,推导出状态方程的级数形式闭合解 ,此解的精度易于控制。算法不需对矩阵 [H]求逆 ,数值计算的稳定性及效率均可确保 ,对大型问题计算更为有利。 展开更多
关键词 非线性振动 数值积分 非线性动力方程 精细积分法 指数矩阵 显式级数 非线性动力系统
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岩土力学数值模拟结果的概率评估方法研究 被引量:4
6
作者 黄诚 杨春和 吕涛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期727-733,共7页
提出了一种用于评估多参数随机变异情况下岩土力学非线性数值模拟结果可靠性的多维高效直接积分型随机分析方法。它首先根据多维积分理论和可靠性分析的直接积分法确定多维随机输入参数的计值点;然后利用非线性数值模拟方法,比如有限元... 提出了一种用于评估多参数随机变异情况下岩土力学非线性数值模拟结果可靠性的多维高效直接积分型随机分析方法。它首先根据多维积分理论和可靠性分析的直接积分法确定多维随机输入参数的计值点;然后利用非线性数值模拟方法,比如有限元法或有限差分法等,完成所有计值点上的计算任务,据此就可以利用多维高效积分程序计算待评估响应量的前几阶矩(一般包括1~6阶矩);最后利用多种方法,包括曲线拟合法、加权余量法及最大熵法计算响应量的概率分布,并据此算出响应量的概率置信区间,用于定量评估响应量的可靠性。数值算例表明,此法具有精度和计算效率较高的优点。 展开更多
关键词 多维积分 曲线拟合法 加权余量法 最大熵法 非线性数值模拟 可靠性分析 参数随机变异
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能量守恒逐步积分方法数值解研究 被引量:2
7
作者 李妍 吴斌 欧进萍 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期16-19,34,共5页
由于能量守恒逐步积分方法对非线性结构具有很好的无条件稳定性,对Simo能量法、Hughes能量法两类能量守恒逐步积分方法进行了研究,以期获得适合非线性结构的最优算法。首先对两种方法的平衡方程进行对比,分析了它们保证系统能量守恒进... 由于能量守恒逐步积分方法对非线性结构具有很好的无条件稳定性,对Simo能量法、Hughes能量法两类能量守恒逐步积分方法进行了研究,以期获得适合非线性结构的最优算法。首先对两种方法的平衡方程进行对比,分析了它们保证系统能量守恒进而保证无条件稳定的方式。然后从理论上研究了两种方法求解动态平衡方程时得到的数值解,结果表明Simo能量法的平衡方程有唯一解,而Hughes能量法存在多解从而可能会导致求解时出现不合理解。数值算例结果验证了理论分析的正确性,同时表明Simo能量法的计算效率优于Hughes能量法和经典的平均加速度法。理论分析与数值算例结果表明Simo能量法优于Hughes能量法和平均加速度法。 展开更多
关键词 能量守恒逐步积分方法 数值稳定性 数值解 迭代计算效率 非线性
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模糊Henstock积分 被引量:4
8
作者 汪玲 巩增泰 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2006年第4期133-137,共5页
在计算模糊随机变量的期望时,往往需要计算无穷区间上的模糊积分,而当模糊分布函数具有某种不连续性时,利用现有的模糊积分进行计算将受到限制.基于这种考虑,定义了无穷区间上的模糊Henstock积分.利用模糊数值函数的Henstock可积与其端... 在计算模糊随机变量的期望时,往往需要计算无穷区间上的模糊积分,而当模糊分布函数具有某种不连续性时,利用现有的模糊积分进行计算将受到限制.基于这种考虑,定义了无穷区间上的模糊Henstock积分.利用模糊数值函数的Henstock可积与其端点函数的一致Henstock可积的等价性,将模糊Henstock积分的隶属函数转化为非线性规划问题,并通过最优化软件求解. 展开更多
关键词 模糊数值函数 模糊Henstock积分 非线性规划 最优化方法 数值积分
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H_∞滤波问题数值求解的精细积分算法 被引量:2
9
作者 吴志刚 钟万勰 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第2期201-208,共8页
有限时间 H∞ 滤波的 Riccati方程和滤波方程分别为非线性矩阵微分方程和线性变系数微分方程 ,而且 Riccati微分方程解的存在性还依赖于参数γ- 2 ,因此求这些方程的数值解一般比较困难 .按照结构力学与最优控制的模拟关系 ,Riccati方... 有限时间 H∞ 滤波的 Riccati方程和滤波方程分别为非线性矩阵微分方程和线性变系数微分方程 ,而且 Riccati微分方程解的存在性还依赖于参数γ- 2 ,因此求这些方程的数值解一般比较困难 .按照结构力学与最优控制的模拟关系 ,Riccati方程解存在的临界参数γ- 2cr 对应于广义 Rayleigh商的一阶本征值 .因此可以用精细积分法结合扩展的 Wittrick- Williams( W- W)算法计算 γ- 2cr 并求解 Riccati方程 。 展开更多
关键词 H∞滤波 RICCATI方程 H∞控制系统 扩展Wittrick-Williams算法 精细积分算法 数值求解
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用改进的局域非线性迭代方法计算三维井间电磁场 被引量:4
10
作者 魏宝君 张庚骥 胡波 《石油大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2002年第3期124-127,共4页
提出了用改进的局域非线性迭代 (MLNI)计算体积分方程的方法 ,并计算了三维井间电磁场。将井间大尺度电导率异常体分为近场区域和远场区域两部分 ,它们的位置和尺寸均随场点位置的变化而改变。对近场区域影响的计算采用局域非线性近似 ... 提出了用改进的局域非线性迭代 (MLNI)计算体积分方程的方法 ,并计算了三维井间电磁场。将井间大尺度电导率异常体分为近场区域和远场区域两部分 ,它们的位置和尺寸均随场点位置的变化而改变。对近场区域影响的计算采用局域非线性近似 ;将远场区域的影响作为外部激励源 ,采用迭代方法进行计算。由于不必进行直接的大型矩阵求逆运算 ,因而与体积分方程的直接解法相比 ,所需的机时更少 ,并减少了对内存的要求。数值计算结果显示 ,该方法也适用于高电导率对比地层 ,且计算精度与体积分方程直接解法的精度相当 ,是一种计算井间大尺度异常体散射场的有效方法。 展开更多
关键词 局域非线性迭代法 体积分方程 局域非线性近似 三维井间电磁场 电导率异常体 数值计算
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粘弹性圆薄板的轴对称非线性弯曲和组合问题 被引量:2
11
作者 范晓军 程昌钧 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1998年第6期635-644,共10页
本文利用线粘弹性理论中的积分型本构关系,给出了粘弹性圆薄板大挠度分析的初边值问题,在准静态的情况下,采用积分方程的数值解法,研究了粘弹性圆薄板的大挠度弯曲问题和组合问题,给出了高精度并易于实现的数值计算方法.
关键词 粘弹性圆薄板 大挠度 弯曲 薄板 非线性 轴对称
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Adomian分解法求解二维非线性Fredholm积分方程 被引量:3
12
作者 牛红玲 夏静 余志先 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2014年第5期160-163,共4页
为了求一类二维非线性Fredholm积分方程数值解,提出Adomian分解法.采用Adomian多项式代替二维非线性Fredholm积分方程的非线性项,进而得到Adomian级数解.证明所得级数解在一定条件下收敛于原方程的精确解,同时给出Adomian级数解与精确... 为了求一类二维非线性Fredholm积分方程数值解,提出Adomian分解法.采用Adomian多项式代替二维非线性Fredholm积分方程的非线性项,进而得到Adomian级数解.证明所得级数解在一定条件下收敛于原方程的精确解,同时给出Adomian级数解与精确解的最大截断误差.数值算例验证方法的有效性和理论的正确性. 展开更多
关键词 二维非线性Fredholm积分方程 ADOMIAN多项式 ADOMIAN分解法 收敛性分析 数值解 精确解
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结构动力学方程的显式积分格式 被引量:4
13
作者 刘恒 廖振鹏 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2009年第1期32-43,共12页
本文从空间解耦有限元常微分方程组出发,探讨了结构动力学方程的高精度显式积分格式。通过被积函数的拉格朗日多项式内插和分部积分导出了波动数值模拟的一组显式时步积分公式。这组公式是时间和空间解耦的,即波场内任一离散节点在任一... 本文从空间解耦有限元常微分方程组出发,探讨了结构动力学方程的高精度显式积分格式。通过被积函数的拉格朗日多项式内插和分部积分导出了波动数值模拟的一组显式时步积分公式。这组公式是时间和空间解耦的,即波场内任一离散节点在任一时刻的波动数据可以用这组公式依据该节点及其邻近节点在该时刻之前的n+1个时刻的波动数据显式地算出(n为非负整数),阐明了这组公式的如下特点:第一,其截断误差的量级不超过O(Δtn+3),Δt为时间步距。第二,它不仅可用于线性波动的数值模拟,而且可用于本构方程具有强非线性情形。第三,这组公式也可推广应用于一系列数学物理暂态问题的数值求解。针对一个简单的时不变系统初步分析了此组积分格式的稳定性。但是,对其稳定性尚需作进一步研究。 展开更多
关键词 波动 数值模拟 结构动力学方程 显式积分 有限元 非线性
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中心有刚体质量的环形薄板的非线性强迫振动 被引量:2
14
作者 陈殿云 任宝生 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第4期88-94,共7页
本文研究中心带有刚体质量外部固定铰支或活动铰支的环形薄板的非线性强迫振动。考虑板的弯曲变形、面内位移和几何非线性,用哈米尔顿原理建立板的运动方程,用Kantorovich平均法消去时间变量,然后用数值积分求得非线性振... 本文研究中心带有刚体质量外部固定铰支或活动铰支的环形薄板的非线性强迫振动。考虑板的弯曲变形、面内位移和几何非线性,用哈米尔顿原理建立板的运动方程,用Kantorovich平均法消去时间变量,然后用数值积分求得非线性振动的振幅随激振力的大小及激振力的频率而变化的关系。求解过程中用打靶法逐步改进未知参量,以保证边界条件的满足。最后讨论薄膜力、激振力的分布。 展开更多
关键词 环形板 非线性 强迫振动 数值积分 打靶法
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多方向波与结构的相互作用模拟分析 被引量:2
15
作者 徐刚 陈静 +2 位作者 朱仁庆 刘永涛 王树齐 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期462-467,共6页
针对模拟的真实海洋环境,研究实际海洋中随机的不规则多方向波及其与简单结构的相互作用问题。采用无奇异边界元法求解三维时域二阶Stokes多方向波浪绕射问题,在单向入射波的基础上,模拟了多方向波和单个结构的相互作用,且对适用于本文... 针对模拟的真实海洋环境,研究实际海洋中随机的不规则多方向波及其与简单结构的相互作用问题。采用无奇异边界元法求解三维时域二阶Stokes多方向波浪绕射问题,在单向入射波的基础上,模拟了多方向波和单个结构的相互作用,且对适用于本文模型的去奇异距离参数做了简单分析,得出去奇异距离、多方向波作用下的二阶力与波数关系的结论,可供多方向非线性水动力相关问题的研究进行参考。 展开更多
关键词 多方向波 无奇异边界元 波物相互作用 非线性波 数值模拟 三维时域
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偏压作用下L形钢骨混凝土异形柱的非线性分析 被引量:3
16
作者 徐亚丰 侯晓曦 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2010年第3期511-516,共6页
目的提出计算L形钢骨混凝土(SRC)异形柱正截面承载力的有效方法,分析含钢率和混凝土强度等级对构件正截面承载力的影响.方法基于平截面假定和材料模型,利用数值积分法编制了适用于计算L形SRC异形柱正截面承载力的非线性程序,得出极限承... 目的提出计算L形钢骨混凝土(SRC)异形柱正截面承载力的有效方法,分析含钢率和混凝土强度等级对构件正截面承载力的影响.方法基于平截面假定和材料模型,利用数值积分法编制了适用于计算L形SRC异形柱正截面承载力的非线性程序,得出极限承载力的电算结果以及不同含钢率和不同混凝土强度等级的N-M相关曲线.结果在偏压作用下,含钢率的变化和混凝土强度等级的变化对N-M相关曲线影响明显,且极限承载力随含钢率和混凝土强度等级的提高而增大.结论笔者利用数值积分法分析了L形SRC异形柱正截面承载力的影响因素.此方法简单可行,可弥补实验与有限元分析的不足,为今后的研究工作奠定了基础. 展开更多
关键词 L形钢骨混凝土异形柱 正截面承载力 非线性 偏压 数值积分法
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一个大尺度和非线性积分方程的数值解法
17
作者 丁亦兵 屈一至 +2 位作者 王垂林 戴元本 黄朝商 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1993年第1期48-54,共7页
讨论了在t夸克凝聚模型中,利用梯形近似下的Schwinger-Dyson方程计算t夸克动力学质量的方法。研究了这个大尺度和弱非线性的积分方程的“精细调节”问题,并给出了一种新的迭代方法。
关键词 非线性 积分方程 数值解法
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第二类非线性Fredholm型积分方程数值解 被引量:3
18
作者 刘唐伟 应正卫 吴志强 《东华理工学院学报》 2005年第3期294-296,共3页
配置法研究了地球物理中常见的第二类非线性Fredholm型积分方程的数值解法,将第二类非线性Fredholm型积分方程转化为非线性代数方程组进行求解,采用高斯数值积分公式,给出了数值计算的具体实例。利用Matlab软件的符号运算功能编程计算,... 配置法研究了地球物理中常见的第二类非线性Fredholm型积分方程的数值解法,将第二类非线性Fredholm型积分方程转化为非线性代数方程组进行求解,采用高斯数值积分公式,给出了数值计算的具体实例。利用Matlab软件的符号运算功能编程计算,克服了非线性方程难于变成求解的困难,数值例子表明该方法编程简便有效。对非线性积分方程和非线性代数方程组的求解都有重要价值。 展开更多
关键词 非线性Fredholm积分方程 投影配置法 数值解 MATLAB软件
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非线性动力方程避免状态矩阵求逆的级数解 被引量:8
19
作者 李金桥 于建华 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 2004年第4期26-30,共5页
基于指数矩阵精细算法,对非线性动力状态方程 v=H·v+f(v,t)进行求解。所建议算法将非线性部分f(v,t)在所论时刻tk展成Taylor级数形式,通过指数矩阵eHt及其精细算法,运用数值积分手段对状态方程直接积分求解,推导出状态方程的两类... 基于指数矩阵精细算法,对非线性动力状态方程 v=H·v+f(v,t)进行求解。所建议算法将非线性部分f(v,t)在所论时刻tk展成Taylor级数形式,通过指数矩阵eHt及其精细算法,运用数值积分手段对状态方程直接积分求解,推导出状态方程的两类级数解。所述算法不需对状态矩阵H求逆,可克服病态矩阵H求逆运算的"危险性",算法格式利于编程且计算精度易于控制,数值计算的稳定性及效率均可确保。算例验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 非线性系统 动力状态方程 精细算法:指数矩阵 数值积分
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基于修正对称和反对称分解的三维数值流形元法应用推广 被引量:1
20
作者 柯锦福 王水林 +1 位作者 郑宏 杨永涛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期695-706,共12页
详细地介绍了基于修正对称和反对称分解(MSAD)的三维数值流形元法,并提出一个针对三维数值流形元法(3D NMM)中应用罚函数法施加位移约束和材料边界条件时罚系数的选取公式。在基于MSAD的三维数值流形元法中,引入了Bathe隐式时间积分方案... 详细地介绍了基于修正对称和反对称分解(MSAD)的三维数值流形元法,并提出一个针对三维数值流形元法(3D NMM)中应用罚函数法施加位移约束和材料边界条件时罚系数的选取公式。在基于MSAD的三维数值流形元法中,引入了Bathe隐式时间积分方案,编写了基于统一强度理论和非关联流动法则的理想塑性本构模型,实现了三维弹塑性开挖问题模拟。将基于MSAD的三维数值流形元法应用到非线性动力学研究中,案例研究结果表明:Bathe隐式时间积分方案和基于MSAD的三维数值流形元法在处理大转动和长持续时间的非线性动力学问题时能够很好地保障模拟结果的稳定性,同时保证守恒体系动能和角动量的守恒。再次验证了MSAD理论,在模拟大转动问题时,MSAD具有很好的稳定性和较高的计算精度,能够合理地从变形梯度增量中分离出转动和应变,精确地更新转动应力,而不会产生错误体积膨胀问题。 展开更多
关键词 修正对称和反对称分解(MSAD) 三维数值流形元法(3D NMM) 非线性动力学 Bathe隐式时间积分 罚系数选取公式 三维弹塑性开挖
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