基于混沌多项式的超轻型火炮发射过程区间不确定性分析

1

作者 刘加鑫 杨国来 +1 位作者 王丽群 薛立国 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期132-139,共8页

火炮发射过程中,存在由弹、炮、药、环境等各种因素引起的不确定性,这些不确定性将不可避免地影响火炮发射的综合性能,只考虑超轻型火炮发射过程中的确定性问题,无法获得其准确的变化规律。因此基于非侵入式的混沌多项式展开(polynomial... 火炮发射过程中,存在由弹、炮、药、环境等各种因素引起的不确定性,这些不确定性将不可避免地影响火炮发射的综合性能,只考虑超轻型火炮发射过程中的确定性问题,无法获得其准确的变化规律。因此基于非侵入式的混沌多项式展开(polynomial chaos expansions,PCE),提出一种计算超轻型火炮弹丸起始扰动范围的区间不确定性分析方法。首先建立了含有区间不确定性参数的超轻型火炮多体动力学模型,基于截断的PCE,通过在不确定性空间内的采样理论,将含区间不确定性参数的动力学系统转变为仅含确定性参数的动力学系统。进一步利用混沌多项式区间扩张函数估算弹丸起始扰动和其他动力学响应的动态区间边界,该研究可为超轻型火炮弹丸起始扰动散布计算提供参考。 展开更多

关键词 超轻型火炮 混沌多项式展开 火炮发射动力学 不确定性分析

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基于PCE的谐波减速器动态精度不确定性分析 被引量：11

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作者 张金洋 张建国 +2 位作者 彭文胜 刘育强 汪龙 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1056-1065,共10页

谐波减速器的动态精度不仅与其各个部件的制造公差和装配间隙有关,还必须考虑谐波减速器柔性和摩擦的影响。目前谐波减速器精度问题研究大多只考虑单一因素,在进行精度分析时没有考虑到模型参数的不确定性对精度的影响。本文研究了谐波... 谐波减速器的动态精度不仅与其各个部件的制造公差和装配间隙有关,还必须考虑谐波减速器柔性和摩擦的影响。目前谐波减速器精度问题研究大多只考虑单一因素,在进行精度分析时没有考虑到模型参数的不确定性对精度的影响。本文研究了谐波减速器在静态因素(加工、装配)和动力学因素(柔性、摩擦)综合作用下的动态精度问题;建立了考虑静态误差、柔性的非线性动力学模型;利用多项式混沌展开(PCE)方法进行参数灵敏度分析和不确定性分析,并和Monte Carlo方法作了比较,结果表明PCE方法效率更高。并基于动态精度PCE进行可靠性分析,得到动态精度可靠度。 展开更多

关键词 谐波减速器 动态精度 多项式混沌展开(pce) 灵敏度分析 可靠性分析

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PCE方法在空间实验室轨道预报误差分析中的应用 被引量：3

3

作者 欧阳琦 陈明 +1 位作者 李翠兰 李勰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1286-1295,共10页

应用多项式混沌展开法(PCE)进行空间实验室轨道预报误差分析。通过构建PCE模型对轨道预报的不确定性传播过程进行近似,进而对轨道预报后航天器位置和速度的误差进行分析。分析了不同PCE模型阶数、预报时长以及样本点的数目对构建PCE模... 应用多项式混沌展开法(PCE)进行空间实验室轨道预报误差分析。通过构建PCE模型对轨道预报的不确定性传播过程进行近似,进而对轨道预报后航天器位置和速度的误差进行分析。分析了不同PCE模型阶数、预报时长以及样本点的数目对构建PCE模型的影响。综合考虑精度和计算效率,给出了适用于空间实验室轨道预报误差分析的PCE模型。将PCE方法与传统方法进行对比,结果表明PCE方法有较好的非线性近似能力,且计算效率高,验证了PCE方法应用于空间实验室轨道预报误差分析的有效性。 展开更多

关键词 多项式混沌展开法(pce) 空间实验室 轨道预报

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基于PCE法和最大熵法的船舶不确定性优化设计 被引量：4

4

作者 魏骁 李恒 黄晨冉 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第3期13-25,共13页

[目的]船舶不确定性优化设计(UDO)的关键在于不确定性的量化(UQ),传统的蒙特卡洛方法较为耗时且计算成本较高,故提出一种基于多项式混沌展开法(PCE)和最大熵法(MEM)的船舶UDO方法。[方法]首先,选取较低计算成本的PCE法来量化多个不确定... [目的]船舶不确定性优化设计(UDO)的关键在于不确定性的量化(UQ),传统的蒙特卡洛方法较为耗时且计算成本较高,故提出一种基于多项式混沌展开法(PCE)和最大熵法(MEM)的船舶UDO方法。[方法]首先,选取较低计算成本的PCE法来量化多个不确定参数作用下输出的随机性质;然后,根据正交多项式的特点,采用基于线性无关原则的改进概率配点法(IPCM)求解PCE系数;最后,利用推导的约束前4阶矩,结合最大熵法求解约束的概率密度函数(PDF),进而在失效域上积分得到UDO关注的约束失效概率。[结果]研究结果表明:改进概率配点法可以给出最优的概率配点数目,并显著减少样本点数量;基于PCE法和MEM法求解约束失效概率时,与蒙特卡洛法结果对比,其在不额外增加计算量的前提下亦可满足精度要求;散货船工程算例的优化结果验证了PCE法较常用的蒙特卡洛法在精度和效率上更具工程应用优势。[结论]该不确定性优化设计方法可以高效准确地实现船舶设计方案的稳健性和可靠性。 展开更多

关键词 不确定优化设计 不确定性量化 多项式混沌展开法 最大熵法 改进的概率配点法

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基于混合蒙特卡洛/多项式混沌展开方法的多参数随机等离子体不确定性分析

5

作者 刘江凡 刘晓妹 +3 位作者 李铮 焦子涵 徐聪 席晓莉 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期39-45,共7页

多项式混沌展开(polynomial chaos expansion, PCE)方法对于分析随机等离子体电磁传播不确定性已经展示出了相当大的潜力。然而,由于构建多项式混沌模型的计算量随着不确定性输入维数的增加呈指数增长,数值模拟耗时长,导致“维数灾难”... 多项式混沌展开(polynomial chaos expansion, PCE)方法对于分析随机等离子体电磁传播不确定性已经展示出了相当大的潜力。然而,由于构建多项式混沌模型的计算量随着不确定性输入维数的增加呈指数增长,数值模拟耗时长,导致“维数灾难”问题。因此,本文基于非侵入式多项式混沌(non-intrusive polynomial chaos,NIPC)方法,采用混合蒙特卡洛(Monte Carlo, MC)/PCE方法研究了多层等离子体平板电子密度不确定性对透射系数的影响,并验证了所提出方法的实用性。与MC方法相比,本文方法可以大大加快仿真的速度,有效缓解了多项式展开项的数量随着随机变量维数的增加而快速增加的缺点,同时大大降低了MC方法的仿真次数,有利于电磁模型的多参数不确定性分析。 展开更多

关键词 非侵入式多项式混沌(NIPC) 不确定性分析 蒙特卡洛(MC)方法

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翼吊式飞机跨声速气动特性的不确定性分析

6

作者 莫邵昌 张鑫帅 +2 位作者 谢芳芳 季廷炜 郑耀 《气体物理》 2024年第4期27-38,共12页

针对随机不确定性可能带来翼吊式飞机严重气动性能波动的问题,提出了一种基于主动学习加点策略的Gauss过程回归(Gaussian process regression,GPR)代理模型方法用于不确定性分析,该主动学习加点策略能够有效地降低模型不确定性,提高不... 针对随机不确定性可能带来翼吊式飞机严重气动性能波动的问题,提出了一种基于主动学习加点策略的Gauss过程回归(Gaussian process regression,GPR)代理模型方法用于不确定性分析,该主动学习加点策略能够有效地降低模型不确定性,提高不确定预测的精度。关注来流不确定性输入,分别使用Smolyak稀疏网格多项式混沌展开(polynomial chaos expansion,PCE)方法和基于主动学习加点策略的GPR代理模型方法,结合Sobol灵敏度分析对翼-身-短舱-挂架几何进行了不确定性分析。结果表明,在跨声速条件下,攻角和Mach数的不确定性会引起翼吊式飞机升力系数和阻力系数的剧烈波动,其中升力系数的波动同时受攻角和Mach数的影响,阻力系数的波动主要由Mach数决定。 展开更多

关键词 不确定性分析 Gauss过程回归(GPR) 多项式混沌展开(pce) 灵敏度分析 气动性能

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边坡可靠度分析的非侵入式随机有限元法 被引量：24

7

作者 蒋水华 冯晓波 +1 位作者 李典庆 周创兵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2347-2354,共8页

提出基于非侵入式随机有限元法的边坡可靠度分析方法,并编写计算程序NISFEM。采用有限元滑面应力法计算边坡安全系数,将Hermite随机多项式展开与SIGMA/W和SLOPE/W模块有机结合实现边坡可靠度非侵入式随机分析。根据随机多项式展开系数,... 提出基于非侵入式随机有限元法的边坡可靠度分析方法,并编写计算程序NISFEM。采用有限元滑面应力法计算边坡安全系数,将Hermite随机多项式展开与SIGMA/W和SLOPE/W模块有机结合实现边坡可靠度非侵入式随机分析。根据随机多项式展开系数,给出边坡安全系数前4阶统计矩(均值、标准差、偏度和峰度)和Sobol指标解析表达式,并采用Sobol指标进行边坡可靠度参数敏感性分析。最后,以均质土坡可靠度问题为例,证明该方法在边坡可靠度分析中的有效性。结果表明,边坡可靠度分析的非侵入式随机有限元法能够有效地考虑边坡变形对边坡可靠度的影响,计算效率远远高于蒙特卡罗模拟方法(MCS),是解决复杂边坡可靠度问题一种有效地分析手段;黏聚力和内摩擦角变异性对边坡安全系数前四阶统计矩具有明显的影响,重度变异性对安全系数前4阶统计矩几乎没有影响;抗剪强度参数间负相关性对边坡安全系数均值几乎没有影响,但对安全系数标准差、偏度和峰度均有明显的影响。此外,随着抗剪强度参数间负相关性的增加,边坡安全系数由近似正态分布逐渐变为明显的非正态分布。 展开更多

关键词 边坡稳定性 有限元 可靠度 非侵入式随机有限元法 随机多项式展开

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基于非侵入式随机有限元法的地下洞室可靠度分析 被引量：42

8

作者 李典庆 蒋水华 周创兵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期123-129,共7页

提出了地下洞室变形可靠度分析的非侵入式随机有限元法。介绍了随机多项式展开的基本原理,采用GEOSLOPE的SIGMA/W模块进行确定性有限元分析。提出了随机多项式展开与SIGMA/W模块接口方法及其流程图,从而实现了确定性有限元分析和随机分... 提出了地下洞室变形可靠度分析的非侵入式随机有限元法。介绍了随机多项式展开的基本原理,采用GEOSLOPE的SIGMA/W模块进行确定性有限元分析。提出了随机多项式展开与SIGMA/W模块接口方法及其流程图,从而实现了确定性有限元分析和随机分析一体化。最后研究了非侵入式随机有限元法在地下洞室变形可靠度分析中的应用。结果表明:非侵入式随机有限元法使得随机分析与确定性有限元分析互不耦合,其计算效率是传统的蒙特卡罗模拟方法无可比拟的,它是地下洞室变形可靠度问题分析一种有效的方法。采用二次衬砌支护是提高地下洞室可靠度有效的方法。此外,岩体变形模量的变异性对地下洞室变形可靠度有非常明显的影响,而岩体重度的变异性对可靠度基本上没有影响。因此,在地质勘查中要尽可能准确地确定岩体的变形模量,从而有效地提高地下洞室变形可靠度。 展开更多

关键词 地下洞室 变形 非侵入式随机有限元法 随机多项式展开 可靠度

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不确定水声场随机多项式系数解法 被引量：6

9

作者 程广利 张明敏 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期21-25,共5页

基于非嵌入式随机多项式展开法求解了含不确定海洋环境参数的波动方程,推导了数值积分法求解多项式系数的过程.针对常规概率配点法不能准确计算随不确定输入量剧烈变化的传播损失,提出了分段概率配点法,将输入变量区间进行合理分段,基... 基于非嵌入式随机多项式展开法求解了含不确定海洋环境参数的波动方程,推导了数值积分法求解多项式系数的过程.针对常规概率配点法不能准确计算随不确定输入量剧烈变化的传播损失,提出了分段概率配点法,将输入变量区间进行合理分段,基于非嵌入式随机多项式展开法获得每段的随机多项式,继而得到整个输入变量区间对应的传播损失表达式.结果表明,数值积分法仅适合于计算随单个不确定海洋环境参数不剧烈变化的传播损失,分段概率配点法可高精度计算随不确定输入量剧烈变化的传播损失. 展开更多

关键词 不确定水声场 非嵌入式随机多项式展开法 随机多项式系数 数值积分法 分段概率配点法

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复合随机振动分析的自适应回归算法 被引量：4

10

作者 项盼 赵岩 林家浩 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期934-941 1098-1,1098-1099,共10页

基于虚拟激励法(PEM)和广义多项式混沌展开(g PC)提出一种求解复合随机振动问题的自适应回归算法。通过求解随机系统在虚拟激励下的运动方程得到本文所关注的随机物理响应,并将其在以不确定参数为自变量的正交多项式函数空间内展开,应... 基于虚拟激励法(PEM)和广义多项式混沌展开(g PC)提出一种求解复合随机振动问题的自适应回归算法。通过求解随机系统在虚拟激励下的运动方程得到本文所关注的随机物理响应,并将其在以不确定参数为自变量的正交多项式函数空间内展开,应用自适应采样与自适应基函数筛选相结合的回归算法确定多项式基函数系数,进而给出随机响应的概率特征。本文方法是一种非介入算法,不需要改变控制方程的求解维度,便于使用既有的求解程序进行分析。数值算例中,对具有不确定参数的车轨耦合系统在随机轨道不平顺激励下的随机振动响应进行分析,将计算结果与50000样本Monte Carlo法进行了比对验证,相对误差不足1%,表明了本文方法具有很好的工程应用前景。 展开更多

关键词 虚拟激励法 多项式混沌展开 随机参数 自适应回归算法 非介入方法

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复合随机振动分析的混合PC-PEM方法 被引量：3

11

作者 项盼 赵岩 林家浩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期35-39,共5页

由于加工、制造等原因,实际结构系统往往所具有很多不确定性,准确评估随机系统的动力学行为不仅具有实际意义,而且是近年来结构动力学理论的一个研究热点。本文研究了同时考虑结构模型参数与所受外激励载荷具有不确定性的复合随机振动... 由于加工、制造等原因,实际结构系统往往所具有很多不确定性,准确评估随机系统的动力学行为不仅具有实际意义,而且是近年来结构动力学理论的一个研究热点。本文研究了同时考虑结构模型参数与所受外激励载荷具有不确定性的复合随机振动问题。结构模型参数的不确定性采用随机变量模拟,外激励载荷的不确定性采用随机过程模拟,提出了结构随机振动响应评估的混合混沌多项式-虚拟激励(PC-PEM)方法。数值算例研究了参数不确定性在21杆桁架中的传播,讨论了响应的一阶、二阶统计矩,并同蒙特卡洛方法进行对比表明提出方法的正确性和有效性。本文的工作对于考虑不确定的复杂装备与结构系统的随机振动分析具有很好的借鉴意义。 展开更多

关键词 不确定 PC展开 虚拟激励法 HERMITE多项式 随机伽辽金法方法

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非线性随机振动分析的概率密度演化方法 被引量：6

12

作者 彭勇波 李杰 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期220-226,共7页

为深入探讨概率密度演化方法对于非线性随机振动分析的适用性,考察了随机地震动作用下一类硬弹簧Duffing振子的非线性响应,对概率密度演化方法与经典非线性随机振动分析进行了比较研究.结果表明:在弱非线性水平,概率密度演化方法与混沌... 为深入探讨概率密度演化方法对于非线性随机振动分析的适用性,考察了随机地震动作用下一类硬弹簧Duffing振子的非线性响应,对概率密度演化方法与经典非线性随机振动分析进行了比较研究.结果表明:在弱非线性水平,概率密度演化方法与混沌多项式展开、Monte Carlo模拟的解答一致;在强非线性水平,数值求解误差、人为截断误差放大,概率密度演化方法与混沌多项式展开解答在Monte Carlo模拟解附近上下波动,表明概率密度演化方法与经典非线性随机振动解答在均方特征意义上是等价的. 展开更多

关键词 概率密度演化方法 混沌多项式展开 MONTE CARLO模拟 随机地震动 Karhunen-Loeve分解

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浅海声场对不确定环境参数的灵敏度分析方法 被引量：3

13

作者 程广利 胡金华 张明敏 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期567-571,共5页

为分析不确定环境参数对浅海声场的影响,用非嵌入式随机多项式展开法获得声场与不确定环境参数之间函数关系式,建立声场对单个不确定参数的局部灵敏度分析方法;当多参数不确定时,提出依据某参数变化前后声场概率密度的变化,定性表征声... 为分析不确定环境参数对浅海声场的影响,用非嵌入式随机多项式展开法获得声场与不确定环境参数之间函数关系式,建立声场对单个不确定参数的局部灵敏度分析方法;当多参数不确定时,提出依据某参数变化前后声场概率密度的变化,定性表征声场对该不确定参数的全局灵敏度分析方法,引入Sobol指数法定量计算声场对不确定环境参数的全局灵敏度。算例结果表明文中提出的分析方法可快速获得浅海声场对不确定参数的灵敏度,可用于优化不确定浅海环境参数模型。 展开更多

关键词 声学 不确定水声场 局部灵敏度分析 全局灵敏度分析 非嵌入式随机多项式展开法 Sobol指数法

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改进的稀疏网格配点法对EIT电导率分布的不确定性量化 被引量：1

14

作者 李颖 王冠雄 +2 位作者 闫伟 赵营鸽 马重蕾 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期613-621,共9页

针对电阻抗成像(EIT)研究中电导率分布的不确定性问题,提出基于灵敏度分析的改进稀疏网格配点法以量化不确定性.以4层同心圆头模型为算例,采用基于方差的全局灵敏度分析法对其进行分析,发现各层电导率的变化对输出电位的影响程度各不相... 针对电阻抗成像(EIT)研究中电导率分布的不确定性问题,提出基于灵敏度分析的改进稀疏网格配点法以量化不确定性.以4层同心圆头模型为算例,采用基于方差的全局灵敏度分析法对其进行分析,发现各层电导率的变化对输出电位的影响程度各不相同.考虑模型中各维输入变量对输出结果不同程度的影响,改进传统稀疏网格配点法.改进方法对各维输入变量配置不同的精度水平,将EIT模型的隐式表达式转化为显式表达式,构造出高精度的替代模型.与蒙特卡洛(MC)法、混沌多项式展开(PCE)法和传统稀疏网格配点法相比,改进方法能够以更少的计算成本获得较高精度的量化结果.仿真结果验证了所提改进方法的高效性. 展开更多

关键词 电阻抗成像(EIT) 不确定性量化 蒙特卡洛(MC)法 混沌多项式展开(pce)法 灵敏度分析法 稀疏网格配点法

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随机多导体传输线电磁辐射的统计分析

15

作者 燕学智 史册 +1 位作者 赵昱 杨锦鹏 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期7-14,共8页

针对含随机参数的互连线缆电磁辐射计算问题,提出了一种基于混沌多项式展开和偶极子近似法的多导体传输线电磁辐射统计分析方法。利用正交多项式的性质对随机多导体传输线方程进行展开,结合边界条件求解得到传输线沿线电流,利用偶极子... 针对含随机参数的互连线缆电磁辐射计算问题,提出了一种基于混沌多项式展开和偶极子近似法的多导体传输线电磁辐射统计分析方法。利用正交多项式的性质对随机多导体传输线方程进行展开,结合边界条件求解得到传输线沿线电流,利用偶极子近似法和镜像法计算传输线电流引起的总辐射。仿真结果验证了所提方法的准确性,与传统的蒙特卡罗方法相比,计算效率得到大幅度提高。所提方法对于预测系统内含随机参数的线缆辐射场,评估线缆电磁辐射和检验系统性能指标,有一定的参考价值。 展开更多

关键词 电磁辐射 混沌多项式展开 偶极子近似法 多导体传输线系统 统计分析

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基于多项式混沌方法的场线耦合响应不确定度量化 被引量：5

16

作者 李湛宇 董宁 +3 位作者 纪锋 巩少岩 陈宇浩 谢彦召 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期63-69,共7页

摘要:在传输线场线耦合的计算中,由于辐射场可能从不同方向入射,入射方位角和入射仰角会在一定范围内变化,可以将其看作不确定变量,因此传输线的响应也呈现出不确定性。针对输入参数服从非典型分布的情况,应用多项式混沌方法对传输线场... 摘要:在传输线场线耦合的计算中,由于辐射场可能从不同方向入射,入射方位角和入射仰角会在一定范围内变化,可以将其看作不确定变量,因此传输线的响应也呈现出不确定性。针对输入参数服从非典型分布的情况,应用多项式混沌方法对传输线场线耦合频域响应进行不确定度量化。结合入射方位角和仰角的物理意义,给出其服从的分布类型并构建相应的正交多项式基底,并对该模型的传输线方程进行多项式混沌展开。最后结合含两个不确定参数的传输线场线耦合算例,给出远端电流响应的统计信息,对比蒙特卡罗方法,验证了该方法的正确性和高效性。 展开更多

关键词 传输线场线耦合 多项式混沌展开 非典型分布 蒙特卡罗方法

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一种分析微带线随机参数敏感性的多项式混沌展开方法 被引量：4

17

作者 程市 黄斌科 师振盛 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期121-127,共7页

针对传输线加工中材料及结构参数随机不确定性对传输性能影响的问题,提出了一种计算随机系数传输线电报方程的多项式混沌(PC)展开方法。利用正交多项式混沌基函数,该方法首先将传输线电报方程中的随机等效集总参数、传输线电压及电流响... 针对传输线加工中材料及结构参数随机不确定性对传输性能影响的问题,提出了一种计算随机系数传输线电报方程的多项式混沌(PC)展开方法。利用正交多项式混沌基函数,该方法首先将传输线电报方程中的随机等效集总参数、传输线电压及电流响应进行展开;其次利用Galerkin法,将随机系数的电报方程问题转化为关于电压、电流正交多项式展开系数的确定性扩阶方程组问题,并结合传输线边界条件可计算电压、电流的展开系数,进而获得电压、电流及传递函数的均值、方差和概率密度分布。随机参数微带传输线的仿真结果表明:低频时导带宽度对微带线的传输性能影响较大,高频时介电常数对其传输性能影响较大;在满足计算精度要求的同时,PC展开方法具有比传统蒙特卡罗(MC)方法更高的计算效率,计算耗时仅约为MC方法的1/500。 展开更多

关键词 微带线 电报方程 敏感性 多项式混沌展开 蒙特卡罗方法

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随机空间柔性多体系统动力学分析 被引量：7

18

作者 郭祥 靳艳飞 田强 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1730-1742,共13页

轻质、高精度的柔性多体系统被广泛应用于实际工程领域中.由于实际设计公差、制造误差及环境温度等多种不确定因素的存在,使得柔性多体系统的结构参数(物理参数和几何参数)表现出随机性.具有随机结构参数的动力学模型能够客观地反映出... 轻质、高精度的柔性多体系统被广泛应用于实际工程领域中.由于实际设计公差、制造误差及环境温度等多种不确定因素的存在,使得柔性多体系统的结构参数(物理参数和几何参数)表现出随机性.具有随机结构参数的动力学模型能够客观地反映出真实系统的动力学行为,且结构参数的不确定性对空间柔性多体系统动力学响应的影响是不容忽视的.针对具有多个随机参数的空间柔性多体系统,提出了一种基于广义alpha算法的非侵入式随机柔性多体系统动力学计算方法.采用绝对节点坐标公式(absolute node coordinate formulation,ANCF)来描述柔性体,推导建立多体系统动力学模型.利用混沌多项式展开(polynomial chaos expansion,PCE)法构建系统随机动力学方程的代理模型,然后将随机响应面法(stochastic response surface method,SRSM)嵌入广义-alpha方法中,分别采用改进抽样的回归方法(regression method of improved sampling,RMIS)和单项求容积法则(Monte Carlo simulation,MCR)来确定样本点.将数值计算结果与蒙特卡洛模拟(Monte Carlo simulation,MCS)结果进行对比,验证了所提算法的有效性.在相同的定积分精度的条件下,根据单项求容积法则确定的样本点的计算结果稳定性更强,且其计算效率更高. 展开更多

关键词 柔性多体系统 绝对节点坐标法 混沌多项式 单项式容积法 随机响应面法

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考虑材料性能不确定性的声振强耦合系统稳健拓扑优化 被引量：2

19

作者 郑文治 陈海波 操小龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第22期93-102,共10页

针对外声场与结构强耦合问题,亟待开展不确定性优化的发展需求,提出了一种考虑材料性能不确定性的稳健拓扑优化设计方法。采用随机场模型描述材料弹性模量的不确定性,用级数最优线性估值方法将其离散成不相关的随机变量;进而用混沌多项... 针对外声场与结构强耦合问题,亟待开展不确定性优化的发展需求,提出了一种考虑材料性能不确定性的稳健拓扑优化设计方法。采用随机场模型描述材料弹性模量的不确定性,用级数最优线性估值方法将其离散成不相关的随机变量;进而用混沌多项式展开(polynomial chaos expansion,PCE)方法结合有限元-边界元耦合方法进行随机响应分析。通过材料属性的有理近似模型描述双材料的分布,以辐射声功率级的均值和标准差的加权和作为稳健拓扑优化的目标函数,随机响应的灵敏度同样通过PCE方法获得,最后通过移动渐近线优化算法对优化问题进行求解。数值算例表明,该方法相较于确定性拓扑优化可以获得对材料弹性模量不确定性更加不敏感的设计,这是不确定性优化方法在含外声场的声振强耦合问题上的一个新的拓展研究。 展开更多

关键词 声振耦合系统 拓扑优化 稳健设计 混沌多项式展开(pce)

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基于混沌多项式的考虑子结构强度退化的混合试验研究 被引量：1

20

作者 张睿 陈城 +2 位作者 田利 杨澄宇 侯和涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第24期11-16,共6页

混合试验作为一种新兴的抗震试验方法,近年来逐渐引起广泛的关注。传统的混合试验通常对其数值子结构采取确定性的参数,因而无法考虑其参数不确定性对地震下整体结构响应的影响。如何考虑子结构参数的不确定性成为混合试验设计的一个主... 混合试验作为一种新兴的抗震试验方法,近年来逐渐引起广泛的关注。传统的混合试验通常对其数值子结构采取确定性的参数,因而无法考虑其参数不确定性对地震下整体结构响应的影响。如何考虑子结构参数的不确定性成为混合试验设计的一个主要研究问题。运用一种量化参数不确定性的混沌多项式展开方法,通过非线性Bouc-Wen模型模拟试验子结构在反复荷载下的强度退化,探讨了一个单自由度非线性结构考虑不同延性下最大位移响应,通过混沌多项式建立结构响应元模型并使用最小角回归计算模型系数。研究表明混沌多项式元模型可以帮助对试验子结构出现强度退化的混合试验进行参数不确定性分析,也为如何在混合试验设计中考虑子结构不确定性提出了新的思路。 展开更多

关键词 混合试验 不确定性分析 混沌多项式展开(pce) 最小角回归 BOUC-WEN模型 强度退化

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