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A Mathematical Model of Real-Time Simulation and the Convergence Analysis on Real-Time Runge-Kutta Algorithms 被引量:1
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作者 Song Xiaoqiu, Li Bohu, Liu Degui, Yuan ZhaodingBeijing Institute of Computer Application and Simulation Technology, P. O. Box 142-213, Beijing 100854, China 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 1991年第1期129-139,共11页
In this paper, a mathematical model of real-time simulation is given, and the problem of convergence on real-time Runge-Kutta algorithms is analysed. At last a theorem on the relation between the order of compensation... In this paper, a mathematical model of real-time simulation is given, and the problem of convergence on real-time Runge-Kutta algorithms is analysed. At last a theorem on the relation between the order of compensation and the convergent order of real-time algorithm is proved. 展开更多
关键词 Real-time simulation runge-kutta algorithm Convergence analysis.
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基于辛Runge-Kutta方法的棋盘形褶皱二维薄膜-基底结构动力学特性研究
2
作者 张博涵 曹善成 +2 位作者 王博 欧阳华江 徐方暖 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期186-193,共8页
基于力学屈曲原理的褶皱薄膜-基底结构已成功应用于制备可延展无机电子器件。然而,该类电子器件在应用时需要服役于复杂动态环境中,针对棋盘形褶皱薄膜结构的动力学问题鲜有研究,此问题又是该类电子器件走向实际应用需要解决的关键问题... 基于力学屈曲原理的褶皱薄膜-基底结构已成功应用于制备可延展无机电子器件。然而,该类电子器件在应用时需要服役于复杂动态环境中,针对棋盘形褶皱薄膜结构的动力学问题鲜有研究,此问题又是该类电子器件走向实际应用需要解决的关键问题之一。本文首先采用能量方法,分别计算了二维薄膜的弯曲能、膜弹性能和柔性基底中的弹性能以及薄膜动能;然后采用拉格朗日方程,推导出了该结构的振动控制方程;而该方程为非线性动力学方程,无法给出其解析解;因此,本文采用辛Runge-Kutta方法对其进行数值求解;数值结果表明,辛数值方法具有长期稳定的特性和系统结构特性,为高精度的可延展电子器件的动力学问题研究提供了优异的数值方法。 展开更多
关键词 可延展电子器件 薄膜-基底结构 辛算法 保结构
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基于改进四阶辛-谱元的三维宽频带地震动数值模拟方法
3
作者 巴振宁 寇阔 +1 位作者 赵靖轩 张郁山 《力学学报》 北大核心 2025年第9期2192-2208,共17页
基于确定性物理模型的震源-传播-场地全过程地震动模拟是目前地震工程的重要研究方向,然而随着模拟频率的不断提高,对目前数值模拟方法中显式时间积分算法的计算精度和效率提出了双重挑战.文章提出了一种融合四阶PEFRL(position extende... 基于确定性物理模型的震源-传播-场地全过程地震动模拟是目前地震工程的重要研究方向,然而随着模拟频率的不断提高,对目前数值模拟方法中显式时间积分算法的计算精度和效率提出了双重挑战.文章提出了一种融合四阶PEFRL(position extended Forest-Ruth like)辛积分与谱元法(spectral element method,SEM)的三维高效数值模拟方法,旨在突破现有SEM中在宽频带模拟中精度、稳定性和效率上的瓶颈问题.其中,PEFRL算法通过优化传统Forest-Ruth算法的步进策略,将加速度求解次数由5次降至4次,并采用位移-速度交替更新机制,能够有限降低内存需求与计算成本.将提出的方法针对均匀、多层与盆地半空间模型,分别与二阶的Newmark和四阶的Runge-Kutta时间积分算法计算的结果进行对比.数值实验表明,随着模型复杂和模拟频率的上升,改进后的PEFRL-SEM方法精度提升效果愈加显著.针对半空间模型、多层介质模型与盆地模型模拟的时程结果相位相对误差分别降低16.7%,20.7%和21.3%,能量相对误差分别降低20.6%,22.3%和24.7%;针对10 Hz半空间模型模拟工况,相位相对误差和能量相对误差分别降低55.4%和36.3%,计算效率较LDDRK算法最高可提升约33%.进一步,将该方法成功应用于1994年北岭MW6.7地震的三维宽频带(0~10 Hz)地震动模拟,模拟结果与观测记录在振幅及频谱特征上均表现出良好一致性.该方法有效解决了宽频带地震动场模拟的稳定性与计算效率的问题,显著提升了宽频带强地震动场模拟在地震工程领域的实用性,为区域地震危险性分析与工程抗震评估提供了一种高精度、高效率宽频带地震动模拟方法. 展开更多
关键词 谱元法 辛方法 宽频带模拟 确定性地震动模拟 显式时间积分算法
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基于多级高阶辛Runge-Kutta方法的暂态稳定性并行计算方法 被引量:6
4
作者 汪芳宗 何一帆 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期22-26,32,共6页
将s级2s阶的辛Runnge-Kutta方法用于电力系统暂态稳定性计算,利用矩阵分裂技巧以及矩阵求逆运算的松弛方法,导出了一种新的暂态稳定性并行计算方法,具有较好的时间并行特性和超线性收敛性。利用IEEE 145节点系统,对导出的并行算法进行... 将s级2s阶的辛Runnge-Kutta方法用于电力系统暂态稳定性计算,利用矩阵分裂技巧以及矩阵求逆运算的松弛方法,导出了一种新的暂态稳定性并行计算方法,具有较好的时间并行特性和超线性收敛性。利用IEEE 145节点系统,对导出的并行算法进行了仿真测试和评估。仿真测试结果表明,所提出的并行算法具有很好的收敛性,有效地解决了时间并行度与收敛性之间的矛盾,可以获得较高的加速比和很好的并行计算效率。 展开更多
关键词 暂态稳定性 辛几何方法 并行算法 矩阵分裂 松弛牛顿法
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一种基于stereo-modeling算子求解波动方程的高精度保辛Nyström方法
5
作者 李静爽 孟康 +1 位作者 张海霞 周艳杰 《地球物理学报》 北大核心 2025年第11期4429-4443,共15页
为了准确而高效地求解波动方程,并实现高精度的地震成像,本文结合高数值精度的stereo-modeling方法(简称STEM)和四阶保辛Nyström方法,发展了兼具二者优点的高精度保辛Nyström方法(简称NS-STEM),并应用于声波方程的波场数值模... 为了准确而高效地求解波动方程,并实现高精度的地震成像,本文结合高数值精度的stereo-modeling方法(简称STEM)和四阶保辛Nyström方法,发展了兼具二者优点的高精度保辛Nyström方法(简称NS-STEM),并应用于声波方程的波场数值模拟以及逆时偏移成像研究中.首先,详细推导了4、8、16阶NS-STEM格式,给出了稳定性条件,并深入分析了单独时间离散、单独空间离散以及方程整体离散对数值频散的影响,同时与基于Lax-Wendroff Correction方法的传统有限差分方法(简称LWC-CFD)进行了对比.然后,对四阶NS-STEM进行了误差分析、长时计算稳定性测试、解析解比较和计算效率对比.多个模型算例表明,NS-STEM方法相较于LWC-CFD方法,在显著降低数值频散、减小数值误差、提高计算效率、保持长时间计算稳定方面更具优势,且与解析解匹配良好,并能有效进行波场数值模拟.最后,利用Sigsbee2B模型进行的逆时偏移成像表明,在粗网格条件下,新发展的NS-STEM方法的成像质量远优于传统方法. 展开更多
关键词 Nyström方法 数值频散 保辛算法 波场模拟 逆时偏移
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基于梯形网格辛Runge-Kutta射线追踪的角度域层析偏移速度分析 被引量:1
6
作者 魏亦文 熊彬 唐国彬 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2015年第3期431-436,共6页
为了与Kirchhoff叠前深度偏移速度分析进行比较,提出利用角度域共成像点道集(ADCIGs)的剩余校正和梯形网格辛Runge-Kutta射线追踪建立层析反演线性方程组。首先,通过常规叠前偏移速度分析获得矩形网格初始层速度模型,采用双平方根方程... 为了与Kirchhoff叠前深度偏移速度分析进行比较,提出利用角度域共成像点道集(ADCIGs)的剩余校正和梯形网格辛Runge-Kutta射线追踪建立层析反演线性方程组。首先,通过常规叠前偏移速度分析获得矩形网格初始层速度模型,采用双平方根方程波场向下延拓偏移提取ADCIGs,并作剩余校正分析,计算旅行时残差作为方程组的右侧;采用偏移层位控制的梯形网格建立层速度模型,进行辛Runge-Kutta射线追踪,求取方程组左侧的偏导数矩阵;最后,运用LSQR并行算法、GPU-LU及递归LU分解算法求解方程组,得到速度修正量,更新初始层速度模型。此流程迭代多次直到ADCIGs同相轴拉平。该流程对青海野外地震数据的处理结果表明:该方法可行、有效。 展开更多
关键词 ADCIGs 梯形网格 runge-kutta算法 层析反演
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基于改进SOBI-SGMD算法的次同步振荡模态辨识研究
7
作者 郭成 杨宣铭 +1 位作者 杨灵睿 奚鑫泽 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第14期100-110,共11页
针对次同步振荡(sub-synchronous oscillation, SSO)信号的准确辨识问题,提出了一种基于动态时间规整(dynamic time warping, DTW)算法改进的辛几何模态分解(symplectic geometry mode decomposition, SGMD)与二阶盲辨识(second order b... 针对次同步振荡(sub-synchronous oscillation, SSO)信号的准确辨识问题,提出了一种基于动态时间规整(dynamic time warping, DTW)算法改进的辛几何模态分解(symplectic geometry mode decomposition, SGMD)与二阶盲辨识(second order blind identification, SOBI)相结合的多通道次同步振荡辨识预警方法。首先,对SSO信号进行SGMD,经对角平均化与自适应重构后分解为初始辛几何模态分量(initial symplectic geometric mode components,ISGMCs),通过DTW算法计算ISGMCs间的最优距离值以度量序列的相似性,自适应筛选出具有独立模态的辛几何分量(symplectic geometry components, SGCs)。其次,将主导的SGCs作为观测信号输入SOBI算法矩阵中,并对观测矩阵联合近似对角化逼近,得到完整的SSO源估计信号,引入最小二乘法改进SOBI算法直接辨识SSO的振荡频率、衰减因子。最后,通过对理想算例与仿真算例的对比分析,验证了所提算法能够精确高效地辨识多通道次同步振荡信号。 展开更多
关键词 辛几何模态分解 二阶盲辨识 次同步振荡 多通道辨识 动态时间规整算法
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A Class of Parallel Implicit Runge-Kutta Formulas
8
作者 Fei JinggaoBeijing Institute of Computer Application and Simulation Technology P.O. Box 3929, Beijing 100854, China 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 1993年第4期53-63,共11页
A class of parallel implicit Runge-Kutta formulas is constructed for multiprocessor system. A family of parallel implicit two-stage fourth order Runge-Kutta formulas is given. For these formulas, the convergence is pr... A class of parallel implicit Runge-Kutta formulas is constructed for multiprocessor system. A family of parallel implicit two-stage fourth order Runge-Kutta formulas is given. For these formulas, the convergence is proved and the stability analysis is given. The numerical examples demonstrate that these formulas can solve an extensive class of initial value problems for the ordinary differential equations. 展开更多
关键词 Multiprocessor system Parallel algorithm Ordinary differential equation Implicit runge-kutta formula.
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参数冻结精细指数积分法在非线性车桥耦合振动分析中的应用 被引量:3
9
作者 张宇 李韶华 任剑莹 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期258-272,共15页
描述车桥耦合作用的基本问题是一个时变系统问题,且很多工况下需考虑非线性特性,使得该问题难以得到解析解,甚至数值解也可能很复杂.针对该问题的求解,提出了一种参数冻结精细指数积分法,将其应用于车桥耦合动力学模型的数值分析中.该... 描述车桥耦合作用的基本问题是一个时变系统问题,且很多工况下需考虑非线性特性,使得该问题难以得到解析解,甚至数值解也可能很复杂.针对该问题的求解,提出了一种参数冻结精细指数积分法,将其应用于车桥耦合动力学模型的数值分析中.该方法结合了精细积分和指数积分特点,并将时变系数矩阵在每一积分步参数冻结,用于获得系统振动响应的数值解.考虑汽车轮胎与桥面的力和位移耦合关系、桥面沥青铺装层、桥梁材料黏弹性和几何非线性特性,建立了车桥耦合动力学模型,并应用参数冻结精细指数积分法对该模型进行了求解.通过与近似解析解、辛Runge-Kutta算法以及经典的Newmark-β数值积分法计算结果进行对比,验证了所提出方法计算结果的有效性和准确性.在此基础上,制作了缩尺车桥耦合系统模型,测试了跨中挠度响应,进一步验证了理论建模和所提算法的有效性和实用性.通过数值计算分析了所提算法的数值特性,结果表明:提出的参数冻结精细指数积分法不仅可以处理时变、非线性问题,且具有良好的数值计算精度和长时间数值稳定性;由于精细积分的特点,参数冻结精细指数积分法的计算时间步长可以取的较大,可有效提高计算效率.因此,所提出的参数冻结精细指数积分法预期可成为求解车桥耦合动力学问题的一种新的高效算法. 展开更多
关键词 精细指数积分法 车桥耦合振动 参数冻结 非线性时变系统 runge-kutta算法
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一种Birkhoff形式下结构动响应问题的保辛中点格式
10
作者 邱志平 邱宇 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期124-128,共5页
结构动响应预测是结构设计的基础,是结构振动控制、载荷识别的前提。本文在辛体系下针对结构动响应问题,提出了一种Birkhoff形式下的保辛中点格式。首先引入状态变量,并基于摄动方法将结构动响应方程转化为线性自治Birkhoff方程的形式,... 结构动响应预测是结构设计的基础,是结构振动控制、载荷识别的前提。本文在辛体系下针对结构动响应问题,提出了一种Birkhoff形式下的保辛中点格式。首先引入状态变量,并基于摄动方法将结构动响应方程转化为线性自治Birkhoff方程的形式,进一步利用中心差分推导出线性自治Birkhoff方程的中点格式,其证明是保辛的。该格式不要求Birkhoff方程系数矩阵非奇异,因此适用于奇数维系统。两个不同数值算例的结果充分验证了本文方法的卓越性,也凸显了相对于传统算法在计算精确度和稳定性方面的明显优势。 展开更多
关键词 结构动响应问题 BIRKHOFF方程 中点格式 保辛算法 摄动法
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基于迭代SGMD与改进MOMEDA的滚动轴承微弱故障诊断 被引量:2
11
作者 王富珂 高丙朋 蔡鑫 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第12期145-150,157,共7页
针对强背景噪声下滚动轴承故障特征微弱的问题,提出一种基于迭代辛几何模态分解(ISGMD)与改进多点最优最小熵解卷积调整(IMOMEDA)相结合的故障诊断方法。首先,利用ISGMD对故障信号进行分解并基于综合指标选取最优分量;其次,根据多点峭... 针对强背景噪声下滚动轴承故障特征微弱的问题,提出一种基于迭代辛几何模态分解(ISGMD)与改进多点最优最小熵解卷积调整(IMOMEDA)相结合的故障诊断方法。首先,利用ISGMD对故障信号进行分解并基于综合指标选取最优分量;其次,根据多点峭度谱确定MOMEDA的故障周期,利用白鹭群优化算法(ESOA)对滤波器长度进行自适应寻优,通过IMOMEDA对最优分量进行解卷积处理;最后,对解卷积处理后的信号进行包络谱分析,提取故障特征频率完成故障诊断。仿真及实验分析结果表明,所提方法能有效提取强背景噪声下的滚动轴承微弱故障特征信息。 展开更多
关键词 滚动轴承 迭代辛几何模态分解 改进多点最优最小熵解卷积调整 综合指标 白鹭群优化算法 故障诊断
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三维波纹型可延展结构振动特性的辛分析
12
作者 姜宇 王博 +2 位作者 张博涵 陈飙松 邓子辰 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期275-282,共8页
基于三维组装技术的可延展结构具备优异的延展性和可调控性,使其成功应用于各类可延展电子器件的制备中。为了评估该类电子器件的稳定性,本文研究三维波纹型可延展结构的振动行为。首先,基于非线性的Euler-Bernoulli梁理论、Kelvin-Voig... 基于三维组装技术的可延展结构具备优异的延展性和可调控性,使其成功应用于各类可延展电子器件的制备中。为了评估该类电子器件的稳定性,本文研究三维波纹型可延展结构的振动行为。首先,基于非线性的Euler-Bernoulli梁理论、Kelvin-Voigt粘弹性理论和考虑压电材料的表面压电效应,建立三维波纹结构的理论分析模型;其次,基于能量原理和扩展拉格朗日运动原理,推导出该结构的动力学控制方程;然后采用二级四阶辛Runge-Kutta求解该动力学方程。通过数值仿真实验验证了辛算法的优越性,同时,还发现随着三维波纹型可延展结构外界激励及其结构参数的变化,该结构的振动特性会从倍周期向分岔和混沌转化;本文结果为三维波纹型可延展结构的优化设计及应用提供理论基础。 展开更多
关键词 可延展结构 屈曲 runge-kutta 压电薄膜
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平面刚体系统的参数预调节保辛算法
13
作者 吴志刚 徐小明 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期101-107,共7页
保辛积分方法在约束哈密顿系统中有着重要的应用,是因为其在长时间仿真中表现出极好的稳定性。然而随着仿真时长增加,保辛格式通常具有较大的相位误差累积。本文提出了一种平面多刚体系统的参数预调节保辛积分方法。通过推导具有待定参... 保辛积分方法在约束哈密顿系统中有着重要的应用,是因为其在长时间仿真中表现出极好的稳定性。然而随着仿真时长增加,保辛格式通常具有较大的相位误差累积。本文提出了一种平面多刚体系统的参数预调节保辛积分方法。通过推导具有待定参数的改进的拉格朗日方程,并将其与已有保辛格式相结合并预先调节相关参数取值,可以大幅降低数值解的相位误差。理论分析与数值结果表明参数预调节保辛积分方法不仅保持了辛结构,而且具有很低的相位误差累积。因此,参数预调节保辛积分方法可应用于长时间仿真分析。 展开更多
关键词 平面刚体系统 笛卡尔坐标 正交投影 保辛算法 高精度
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量子系统的辛算法 被引量:12
14
作者 丁培柱 李延欣 +1 位作者 吴承埙 金明星 《吉林大学自然科学学报》 CAS CSCD 1993年第4期75-78,共4页
本文找到了量子系统当哈密顿算符为实算符时的辛结构,为将辛算法应用于量子系统提供了一条途径.
关键词 辛结构 辛算法 量子系统
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基于多辛结构谱元法的保结构地震波场模拟 被引量:20
15
作者 汪文帅 李小凡 +1 位作者 鲁明文 张美根 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期3427-3439,共13页
近年来构造高精度、高效且具有长时程跟踪能力的保结构算法已逐渐成为地震波模拟算法发展的重要方向之一.本文基于谱元法(SEM)进行空间域离散结合新推导的三阶辛算法(NTSTO)进行时间域离散,构造了一种具有时-空保结构特性的新算法.本文... 近年来构造高精度、高效且具有长时程跟踪能力的保结构算法已逐渐成为地震波模拟算法发展的重要方向之一.本文基于谱元法(SEM)进行空间域离散结合新推导的三阶辛算法(NTSTO)进行时间域离散,构造了一种具有时-空保结构特性的新算法.本文给出的多组数值试验对比结果表明,本算法无论在内存消耗、稳定性及计算耗时,还是长时程跟踪能力方面都有上佳的表现;另外,本文给出的起伏地表多层介质模型的数值算例验证了该算法处理复杂几何形状和复杂介质时的有效性.该多辛结构谱元法的发展将为长时程地震波传播的计算及模拟提供更为广泛而有效的选择. 展开更多
关键词 谱元法 辛算法 地震波模拟
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A_2B模型分子经典轨迹的辛算法计算 被引量:14
16
作者 李延欣 丁培柱 +1 位作者 吴承埙 金明星 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1994年第8期1181-1186,共6页
采用辛算法计算了A2B模型分子的经典轨迹并与传统Runge-Kutta (R-K)算法进行了比较.结果表明,在微观反应动力学研究所应考虑的时间范围内,辛算法的结果与理论分析一致,R-K法的结果则面目全非.因此,用辛算... 采用辛算法计算了A2B模型分子的经典轨迹并与传统Runge-Kutta (R-K)算法进行了比较.结果表明,在微观反应动力学研究所应考虑的时间范围内,辛算法的结果与理论分析一致,R-K法的结果则面目全非.因此,用辛算法替代传统数值方法有可能克服目前经典轨迹计算存在的困难,从根本上改进微观反应动力学研究的经典轨迹方法. 展开更多
关键词 经典轨迹 辛算法 A2B模型分子
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精细辛算法 被引量:9
17
作者 曾进 周钢 孙薇荣 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第9期31-33,共3页
首次将精细算法引入辛算法,构造了精细辛算法,使原有辛算法的计算精度提高近6个数量级,且计算步长增大,速度加快.文中的数值算例证实了这一结论.
关键词 精细辛算法 哈密顿系统 最优控制 辛算法
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基于辛格式奇异核褶积微分算子的地震标量波场模拟 被引量:12
18
作者 李一琼 李小凡 朱童 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1827-1834,共8页
本文在对地震波场进行模拟时,采用辛差分格式对波动方程进行时间离散,采用奇异核褶积微分算子对波动方程进行空间离散.该方法尽管增加了一些计算量,但提高了计算精度和稳定性;相对于其他非辛算法,它是全局保结构的,并且具有较强的长时... 本文在对地震波场进行模拟时,采用辛差分格式对波动方程进行时间离散,采用奇异核褶积微分算子对波动方程进行空间离散.该方法尽管增加了一些计算量,但提高了计算精度和稳定性;相对于其他非辛算法,它是全局保结构的,并且具有较强的长时间跟踪能力.该方法为解决大尺度、长时程地震波场的高精度模拟问题提供了一种新的、有效的选择. 展开更多
关键词 辛算法 奇异核褶积微分算子 地震波模拟
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基于哈密尔顿系统与辛算法的暂态稳定约束最优潮流 被引量:7
19
作者 刘鹏飞 韦化 +1 位作者 李滨 阳育德 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期1329-1336,共8页
提出了一种暂态稳定约束最优潮流的哈密尔顿模型,采用哈密尔顿系统的辛算法(symplectic algorithm)进行求解。将发电机转子运动方程转换为哈密尔顿系统的正则方程,用四阶辛Gauss-Legendre Runge-Kutta(GLRK)方法对其离散化,实现了大规... 提出了一种暂态稳定约束最优潮流的哈密尔顿模型,采用哈密尔顿系统的辛算法(symplectic algorithm)进行求解。将发电机转子运动方程转换为哈密尔顿系统的正则方程,用四阶辛Gauss-Legendre Runge-Kutta(GLRK)方法对其离散化,实现了大规模系统暂态稳定约束最优潮流的快速求解。辛GLRK方法具有很好的数值稳定性和保结构特性,相同精度时,计算步长可达隐式梯形法的6倍;大步长计算时仍具有较高的数值精度。某省3301节点,236机等5个系统的仿真结果表明:所提模型在高阶离散辛框架下具有很高的数值稳定性,即便采用大步长也可保持较高的数值精度,能提高计算速度10倍以上,具有很好的应用前景。 展开更多
关键词 最优潮流 暂态稳定 辛算法 内点法 哈密尔顿系统 辛高斯–勒让德–龙格库塔法
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动力学平衡方程的Euler中点辛差分求解格式 被引量:17
20
作者 邢誉峰 杨蓉 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期100-105,共6页
给出了动力学方程Mx+Cx+Kx=R的二阶Euler中点隐式差分求解格式,分保守系统、无阻尼受迫振动系统和阻尼系统3种情况,讨论了算法中Jacobi矩阵A的性质,譬如A是否为辛矩阵以及谱半径等.对于无阻尼系统,证明了无论是否仔在外载荷,Jacobi矩... 给出了动力学方程Mx+Cx+Kx=R的二阶Euler中点隐式差分求解格式,分保守系统、无阻尼受迫振动系统和阻尼系统3种情况,讨论了算法中Jacobi矩阵A的性质,譬如A是否为辛矩阵以及谱半径等.对于无阻尼系统,证明了无论是否仔在外载荷,Jacobi矩阵部是辛矩阵.证明了辛矩阵的所有本征值的模为1,其谱半径永远为1,以及δ=0.5和α=0.25的Newmark算法就是Euler中点隐式差分格式,对保守系统它们都是辛算法.严格证明了Euler中点辛格式是严格保持系统能量的.通过算例详细讨论了保辛算法用于求解非保守系统动态特性的优越性,如广义保结构特性等;分析了保辛算法的相位误差以及由其引起的系统的附加能量特性;分析了保辛算法和δ≠0.5的Newmark算法的精度随着激励频率与系统固有频率比的变化情况等. 展开更多
关键词 辛算法 辛矩阵 谱半径 直接积分方法 JACOBI矩阵
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