Monte-Carlo随机有限元结构可靠度分析新方法 被引量：27

1

作者 王东 陈建康 +2 位作者 王启智 陈媛 黄宇 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期20-26,共7页

基于条件抽样、对偶抽样及Neumann展开技术,同时,为试图一定程度地解决"计算模型的不确定性"问题,考虑到岩石、混凝土等材料的单轴抗压强度σc和双轴等压强度σcc不同的特性,将3参数统一强度理论引入随机有限元程序,建立了Mon... 基于条件抽样、对偶抽样及Neumann展开技术,同时,为试图一定程度地解决"计算模型的不确定性"问题,考虑到岩石、混凝土等材料的单轴抗压强度σc和双轴等压强度σcc不同的特性,将3参数统一强度理论引入随机有限元程序,建立了Monte-Carlo三维非线性随机有限元结构可靠性分析模型。模拟成果表明,采用该模型的模拟收敛性良好,模拟效率较高、成本较低,可靠指标β值精度满足实用要求,在大型复杂结构的设计及可靠度分析研究中具有实用价值。 展开更多

关键词 结构可靠度 Monte-Carlo随机有限元 条件抽样 对偶抽样 neumann展开

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基于Neumann展开Monte-Carlo有限元法的随机温度场分析 被引量：14

2

作者 李金平 陈建军 +2 位作者 刘海锋 徐健 黄宵忭 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期453-457,共5页

利用Neumann展开Monte-Carlo随机有限元法,对导热系数、换热系数、热流密度、环境温度以及内热源等物理参数同时具有随机性的温度场问题进行了分析,给出了节点温度响应的均值、变异系数和节点温度落在某一区间内的概率计算公式.通过算... 利用Neumann展开Monte-Carlo随机有限元法,对导热系数、换热系数、热流密度、环境温度以及内热源等物理参数同时具有随机性的温度场问题进行了分析,给出了节点温度响应的均值、变异系数和节点温度落在某一区间内的概率计算公式.通过算例考察了各随机变量的变异性大小对节点温度响应的影响,并表明随着结构的自由度数目增大,文中方法呈现出计算效率高的优点. 展开更多

关键词 neumann展开 MONTE-CARLO法 随机有限元 随机温度场

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结构区间有限元方程组的一种解法 被引量：7

3

作者 李金平 陈建军 +1 位作者 朱增青 宋宗凤 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期79-83,共5页

针对结构静力区间有限元方程组的求解提出了一种简易解法。该法将含区间变量的整体刚度矩阵在区间变量的中值处进行一阶泰勒式展开。在对刚度矩阵展开式进行近似处理之后,将刚度矩阵的逆矩阵用一系列的Neumann展开级数来表示。为减小区... 针对结构静力区间有限元方程组的求解提出了一种简易解法。该法将含区间变量的整体刚度矩阵在区间变量的中值处进行一阶泰勒式展开。在对刚度矩阵展开式进行近似处理之后,将刚度矩阵的逆矩阵用一系列的Neumann展开级数来表示。为减小区间运算的扩张,利用区间乘法运算的次分配律和相关运算规则,导出不确定结构响应量上界、下界的计算式。几个算例结果分析表明:该方法具有较好的精度,是可行和有效的,且易于编程实施。 展开更多

关键词 不确定性 区间参数 区间有限元法 neumann展开 静力分析

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基于Neumann展开随机有限元的混凝土重力坝结构可靠度分析 被引量：5

4

作者 程井 韦锦鹏 +1 位作者 李宗樾 李培聪 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2019年第2期46-50,共5页

针对混凝土重力坝等大体积混凝土结构中,受原材料、混凝土拌合过程以及浇筑施工影响而产生的材料特性空间分布的随机性问题,采用平稳随机场局部平均法离散理论,推导了基于Neumann展开随机有限元的重力坝结构随机响应计算公式,提出了重... 针对混凝土重力坝等大体积混凝土结构中,受原材料、混凝土拌合过程以及浇筑施工影响而产生的材料特性空间分布的随机性问题,采用平稳随机场局部平均法离散理论,推导了基于Neumann展开随机有限元的重力坝结构随机响应计算公式,提出了重力坝可靠度计算方法,并开发了相应Matlab计算程序。通过悬臂梁算例对该方法进行验证,并运用该方法研究了随机场离散单元尺寸及相关偏度对结构可靠度的影响,进而计算了典型重力坝坝踵抗拉可靠度。结果表明,相关偏度取值对大坝的可靠度影响显著,可靠度随相关偏度的减小而增大,仅将坝体弹性模量视为单一随机变量时所得可靠度较实际值低;随机场离散单元尺寸应依据相关偏度确定且不宜过大,建议取值不大于相关偏度的1/10～1/8。 展开更多

关键词 重力坝 neumann展开 随机有限元 可靠度 随机场 局部平均法

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基于Neumann展开的Monte-Carlo随机扩展有限元法 被引量：4

5

作者 杜永恩 王生楠 闫晓中 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期413-416,共4页

基于Neumann级数展开的Monte-Carlo随机有限元在涉及几何构形存在随机性的问题时,需要对网格进行重新划分,需要极大的计算量。为解决该问题,提高运算效率,提出一种新的计算裂纹问题的随机方法。该方法结合了扩展有限元法与随机有限元法... 基于Neumann级数展开的Monte-Carlo随机有限元在涉及几何构形存在随机性的问题时,需要对网格进行重新划分,需要极大的计算量。为解决该问题,提高运算效率,提出一种新的计算裂纹问题的随机方法。该方法结合了扩展有限元法与随机有限元法的优点,通过对扩展有限元控制方程进行Neumann展开,可方便地处理几何构形的随机性,不需重新划分网格。该方法具有计算量小,计算效率高的优点,并能保持较高的计算精度。利用矩阵级数理论讨论了该方法的收敛性。最后通过数值算例验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 计算效率 数值方法收敛性 裂纹扩展 有限元法 MONTE-CARLO法 随机模型 neumann展开 随机扩展有限元法

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瞬态随机温度场的Neumann展开Monte-Carlo解法 被引量：4

6

作者 王涛 周国庆 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期43-49,共7页

利用Neumann展开Monte-Carlo随机有限元法对瞬态随机温度场求解进行了分析,根据计算流程框图编写了求解瞬态随机温度场的Matlab随机有限元计算实施程序.对于每一次随机抽样,文中方法只需形成刚度矩阵,进行前代、回代以及矩阵乘和矩阵加... 利用Neumann展开Monte-Carlo随机有限元法对瞬态随机温度场求解进行了分析,根据计算流程框图编写了求解瞬态随机温度场的Matlab随机有限元计算实施程序.对于每一次随机抽样,文中方法只需形成刚度矩阵,进行前代、回代以及矩阵乘和矩阵加减,便可求得各时刻温度场.因计算中无需矩阵求逆,可大大减少计算量,有限元节点数目越大,计算速度优势越明显.为说明解法的可行性及高效性,算例考虑了导热系数、比热容、换热系数、热流密度、环境温度、介质密度以及内热源等物理参数单独和同时具有随机性的瞬态随机温度场情况.结果表明:Neumann展开Monte-Carlo随机有限元法能有效解决瞬态随机温度场问题,且效率较高;编制的Matlab随机有限元计算程序可直接输出各时刻温度场的统计结果;各随机参数对温度场响应随机性的影响有差异. 展开更多

关键词 neumann展开 Monte—Carlo有限元法 随机有限元 瞬态温度场

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结构静力分析的区间摄动有限元法 被引量：3

7

作者 黄仁 邱志平 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期36-42,共7页

基于新的区间参数系统响应界值的评估方法,推导了基于Taylor展开的区间摄动有限元法和区间参数摄动有限元法的高阶求解方法。并提出了一种新的区间摄动有限元法,该方法将刚度矩阵的逆矩阵用一系列Neumann展开级数来表示,最终得到结构响... 基于新的区间参数系统响应界值的评估方法,推导了基于Taylor展开的区间摄动有限元法和区间参数摄动有限元法的高阶求解方法。并提出了一种新的区间摄动有限元法,该方法将刚度矩阵的逆矩阵用一系列Neumann展开级数来表示,最终得到结构响应摄动量的上下界限,是对结构响应鲁棒性的一种直接评估,因此称之为区间鲁棒摄动有限元法。比较了三种区间摄动有限元法的计算精度和计算效率。算例结果表明:区间鲁棒摄动有限元法具有较好的精度,能够适用于大型航空航天结构的不确定分析和优化。 展开更多

关键词 不确定性 区间有限元 TAYLOR展开 参数摄动 neumann展开

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具有随机弹性模量的平面弹性模型的双线性有限元解法 被引量：1

8

作者 范文文 许小静 杨成 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期675-680,共6页

本文针对随机平面线弹性问题,采用Neumann级数展开构造随机有限元方法.首先利用Karhunen-Loève展开对随机系数进行有限维逼近,把随机模型转换为确定性参数的问题.其次,在空间上采用矩形剖分的双线性有限元来离散位移.最后,文章给... 本文针对随机平面线弹性问题,采用Neumann级数展开构造随机有限元方法.首先利用Karhunen-Loève展开对随机系数进行有限维逼近,把随机模型转换为确定性参数的问题.其次,在空间上采用矩形剖分的双线性有限元来离散位移.最后,文章给出了收敛性分析,并通过数值算例验证了理论结果. 展开更多

关键词 随机平面弹性模型 Karhunen-Loève展开 neumann展开

原文传递

线性高振荡常微分方程的Neumann展开方法

9

作者 吴相逸 赵平福 《北京交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期107-109,共3页

考虑了线性高振荡方程y″+g(t)y=0数值解法的构造问题.以两个格式为例,研究了Neumann展开方法.数值实验显示,两个格式产生的截断误差较小.

关键词 计算数学 线性高振荡方程 neumann展开

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模糊随机有限元在转子动力学分析中的应用 被引量：1

10

作者 姚红良 李祥松 +1 位作者 王得刚 闻邦椿 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期384-387,共4页

综合考虑转子系统的模糊和随机不确定性,根据信息熵理论,在保证模糊熵不变的前提下将模糊量转化为随机变量。然后,采用基于Neumann展开式的随机有限元法分析转子系统动力学问题。将Neumann展开式与Newmark-β法结合起来,从而使基于Neum... 综合考虑转子系统的模糊和随机不确定性,根据信息熵理论,在保证模糊熵不变的前提下将模糊量转化为随机变量。然后,采用基于Neumann展开式的随机有限元法分析转子系统动力学问题。将Neumann展开式与Newmark-β法结合起来,从而使基于Neumann展开式的随机有限元法可以应用于分析非线性转子系统。以考虑模糊和随机因素的转子系统的临界转速和非线性响应为例,验证了模糊随机有限元方法在转子系统动力学分析中的适用性。 展开更多

关键词 模糊 随机 转子系统 neumann展开

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基于Neumann展开的转角信息识别近似算法

11

作者 康玉梅 陈耕野 李州 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1497-1500,共4页

针对结构识别中转角信息难以测量的问题,提出了基于Neumann展开的转角信息识别问题近似算法.在结构识别中,由于各单元刚度参数未知,利用结构有限元分析中按静力凝聚的方法由平移求结构的转角是无法实现的,在结构参数差异不大的情况下,... 针对结构识别中转角信息难以测量的问题,提出了基于Neumann展开的转角信息识别问题近似算法.在结构识别中,由于各单元刚度参数未知,利用结构有限元分析中按静力凝聚的方法由平移求结构的转角是无法实现的,在结构参数差异不大的情况下,可以采用Neumann展开方法得到逆矩阵,进而得到结构的转角信息.理论分析和数值算例表明:该算法在结构参数差异不大的情况下适用,在材料参数全同的情况下是精确解答.其范数误差一般较小,而绝对量较小的分量误差较大. 展开更多

关键词 neumann展开 转角响应 结构识别 静力凝聚法 有限单元法

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基于Neumann展开Monte-Carlo有限元法的混凝土施工期温度场分析

12

作者 王娜 曾辉 尤广芬 《四川理工学院学报（自然科学版）》 CAS 2009年第5期119-121,共3页

利用Neumann展开Monte-Carlo随机有限元法,对混凝土绝热温升、大气热交换系数、热传导系数、大气温度等参数同时具有随机性的大体积混凝土施工期温度场问题进行了分析,由计算结果可知,影响浇筑过程最高温度的主要因素是绝热温升和大气... 利用Neumann展开Monte-Carlo随机有限元法,对混凝土绝热温升、大气热交换系数、热传导系数、大气温度等参数同时具有随机性的大体积混凝土施工期温度场问题进行了分析,由计算结果可知,影响浇筑过程最高温度的主要因素是绝热温升和大气温度。 展开更多

关键词 大体积混凝土 温度场 neumann展开 MONTE-CARLO法 随机有限元

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岩土结构不确定性热参数随机分析模型

13

作者 魏民 许大晴 《工程与建设》 2014年第6期809-812,共4页

文章将热传导区域材料的导热系数和内热源模拟为随机场而非传统意义上的随机变量,基于随机场局部平均理论,确立了计算参数由点特性过渡到空间平均特性的方差计算方法。采用Neumann展开Monte-Carlo随机有限元法对稳态随机温度场求解进行... 文章将热传导区域材料的导热系数和内热源模拟为随机场而非传统意义上的随机变量,基于随机场局部平均理论,确立了计算参数由点特性过渡到空间平均特性的方差计算方法。采用Neumann展开Monte-Carlo随机有限元法对稳态随机温度场求解进行了分析,给出了有限元节点温度响应的均值、方差及变异系数的计算公式,根据计算步骤编写了求解稳态随机温度场的Matlab随机有限元计算实施程序。通过算例,考察了随机场参数对结构稳态温度场随机性响应的影响,并与仅将各随机参数视为随机变量的情况进行了对比。 展开更多

关键词 随机场 neumann展开 随机有限元法 稳态温度场

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加权最小二乘无网格法的随机稳态温度场分析 被引量：4

14

作者 云永琥 陈建军 +1 位作者 刘国梁 曹鸿钧 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期115-120,共6页

对加权最小二乘无网格法在随机稳态温度场中的应用进行了研究.在移动最小二乘近似的基础上,采用罚函数法满足边界条件,通过变分原理详细推导了求解稳态温度场问题的加权最小二乘无网格公式,与无网格伽辽金法相比,该方法无须进行高斯积分... 对加权最小二乘无网格法在随机稳态温度场中的应用进行了研究.在移动最小二乘近似的基础上,采用罚函数法满足边界条件,通过变分原理详细推导了求解稳态温度场问题的加权最小二乘无网格公式,与无网格伽辽金法相比,该方法无须进行高斯积分,具有计算量小、处理方便等优点.同时考虑结构物理参数和边界条件随机性的影响,利用Neumann展开蒙特卡罗法对含有随机参数温度场的加权最小二乘无网格方程进行求解,得到了温度场响应量的统计特征值并考察了各随机参数对节点温度的影响.通过数值算例分析结果与有限元方法所得结果进行比较,验证了本方法的正确性和有效性. 展开更多

关键词 无网格法 稳态温度场 随机参数 neumann展开蒙特卡罗法 加权最小二乘法

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Neumann展开Monte Carlo随机无网格点插值法 被引量：2

15

作者 游世辉 于德介 +1 位作者 钟志华 卿启湘 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期207-210,共4页

用Neumann展开MonteCarlo随机无网格点插值法(NMCSMPIM)进行随机结构分析。在随机无网格点插值法(stochasticmeshlesspointinterpolationmethod,SMPIM)中,所求解问题的域由分布的节点表示;并且利用具有Delta函数性质的多项式进行节点插... 用Neumann展开MonteCarlo随机无网格点插值法(NMCSMPIM)进行随机结构分析。在随机无网格点插值法(stochasticmeshlesspointinterpolationmethod,SMPIM)中,所求解问题的域由分布的节点表示;并且利用具有Delta函数性质的多项式进行节点插值,为此,很容易类似有限元法一样处理本质边界条件。同时利用Neumann展开法,建立随机结构分析的Neumann展开MonteCarlo随机无网格点插值法。数值实例表明,Neumann展开MonteCarlo随机无网格点插值法适用于材料变异系数大和要求精度高的随机结构分析。 展开更多

关键词 neumann展开Monte Carlo法 随机无网格点插值法 随机场

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Neumann展开Monte Carlo随机无网格伽辽金法的镗刀位移变异分析

16

作者 游世辉 陈子娟 冯云华 《九江学院学报（社会科学版）》 2007年第3期33-37,共5页

本文用Neumann展开Monte Carlo随机无网格伽辽金法(NMC-SEFGM)进行了随机结构分析。在随机无网格伽辽金法中,所求解问题的域由分布的节点表示,并采用移动最小二乘函数近似试函数以及用罚函数法施加本质边界条件。同时利用Neumann展开法... 本文用Neumann展开Monte Carlo随机无网格伽辽金法(NMC-SEFGM)进行了随机结构分析。在随机无网格伽辽金法中,所求解问题的域由分布的节点表示,并采用移动最小二乘函数近似试函数以及用罚函数法施加本质边界条件。同时利用Neumann展开法,建立了随机结构分析的Neumann展开Monte Carlo随机无网格伽辽金法,并应用于镗刀杆工作位移的变异分析。数值实例表明Neumann展开Monte Carlo随机无网格伽辽金法适用于材料变异系数大和要求精度高的随机结构分析。 展开更多

关键词 neumann展开Monte Carlo法 随机无网格伽辽金法 随机场

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一种基于组合导航的快速联邦滤波算法

17

作者 王琪 李保平 万中南 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期23-25,共3页

通过对传统联邦滤波算法的研究,根据其存在的固有缺陷,提出了一种基于组合导航的快速联邦滤波算法。然后应用矩阵范数理论,推导出了令Neumann展开式收敛的强化条件,并且利用信息分配因子的选取加快了滤波的收敛速度。最后通过与传统联... 通过对传统联邦滤波算法的研究,根据其存在的固有缺陷,提出了一种基于组合导航的快速联邦滤波算法。然后应用矩阵范数理论,推导出了令Neumann展开式收敛的强化条件,并且利用信息分配因子的选取加快了滤波的收敛速度。最后通过与传统联邦滤波算法的仿真对比,验证了本算法的鲁棒性和快速性。 展开更多

关键词 组合导航 快速联邦滤波算法 neumann展开式

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计算特征向量灵敏度的Neumann级数展开法 被引量：10

18

作者 宋海平 周传荣 《振动工程学报》 EI CSCD 2000年第1期89-93,共5页

在特征向量灵敏度模态法的基础上 ,提出了计算特征向量灵敏度的 Neum ann级数展开法。该方法是用矩阵级数的形式来等效未知模态对特征向量灵敏度的贡献 ,并证明它对低阶模态的特征向量灵敏度分析具有较高的计算效率。选用工程桁架结构... 在特征向量灵敏度模态法的基础上 ,提出了计算特征向量灵敏度的 Neum ann级数展开法。该方法是用矩阵级数的形式来等效未知模态对特征向量灵敏度的贡献 ,并证明它对低阶模态的特征向量灵敏度分析具有较高的计算效率。选用工程桁架结构作为算例说明本方法在计算特征向量灵敏度时 ,只需少数几阶模态 。 展开更多

关键词 特征向量 灵敏度 neumann级数展开 模态法

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结构可靠度计算的Neumann展开响应面法 被引量：5

19

作者 苏成 李鹏飞 韩大建 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期13-17,23,共6页

当结构功能函数无法表达为随机变量的解析表达式时,响应面法是一种有效的可靠度计算方法,但该法需进行多次确定性有限元数值试验,效率较低.为此文中提出一种改进的响应面法,即Neumann展开响应面法,该法通过引入Neumann级数展开式,有效... 当结构功能函数无法表达为随机变量的解析表达式时,响应面法是一种有效的可靠度计算方法,但该法需进行多次确定性有限元数值试验,效率较低.为此文中提出一种改进的响应面法,即Neumann展开响应面法,该法通过引入Neumann级数展开式,有效缩短了有限元数值试验时间,从而提高了响应面法的计算效率.数值算例表明,结构刚度矩阵规模越大,相对于传统响应面法,Neumann展开响应面法的计算效率越高,同时又能保持良好的计算精度. 展开更多

关键词 结构可靠度 响应面法 有限元法 neumann级数展开

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基于Neumann展开响应面技术的重要抽样蒙特卡罗法 被引量：4

20

作者 苏成 李鹏飞 韩大建 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期1-5,共5页

在结构可靠度计算中,利用重要抽样技术可以有效提高蒙特卡罗法的计算效率,其中抽样重心的确定是一个关键。当结构功能函数无法表达为随机变量的解析表达式而需借助有限元计算时,在传统响应面法的有限元数值试验中引入Neumann级数展开式... 在结构可靠度计算中,利用重要抽样技术可以有效提高蒙特卡罗法的计算效率,其中抽样重心的确定是一个关键。当结构功能函数无法表达为随机变量的解析表达式而需借助有限元计算时,在传统响应面法的有限元数值试验中引入Neumann级数展开式,可以加速求出设计验算点。以设计验算点作为抽样重心进行重要抽样后,即可进一步采用蒙特卡罗法计算结构的失效概率。数值算例表明:所提出的基于Neumann展开响应面技术的重要抽样蒙特卡罗法具有较高的计算效率,同时又能保持很高的计算精度。 展开更多

关键词 可靠度 响应面法 蒙特卡罗法 neumann级数展开 重要抽样

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