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实时子结构实验的研究进展 被引量:20
1
作者 吴斌 王倩颖 《实验力学》 CSCD 北大核心 2007年第6期547-555,共9页
如果结构的非线性或不确定性仅集中于结构的某一部分,则可仅把这一部分取出来进行实验,其余部分采用数值模型予以模拟,这就是所谓的子结构实验技术。如果实验子结构的反力与加载速率有关,就必须采用实时加载的方式才能获得可靠的实验结... 如果结构的非线性或不确定性仅集中于结构的某一部分,则可仅把这一部分取出来进行实验,其余部分采用数值模型予以模拟,这就是所谓的子结构实验技术。如果实验子结构的反力与加载速率有关,就必须采用实时加载的方式才能获得可靠的实验结果。由于试件性能的速度相关性和实验加载的实时性,使得实时子结构实验在逐步积分算法、实验系统的加载控制和实验系统累积误差等方面比拟动力实验更加复杂。本文介绍实时子结构实验的研究进展,并指出有待进一步研究的问题。 展开更多
关键词 实时子结构实验 逐步积分算法 液压伺服系统控制
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实时子结构实验的研究与应用 被引量:3
2
作者 王倩颖 吴斌 欧进萍 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2008年第1期40-46,共7页
最近出现的结构控制装置,其中很多被动控制装置的性能都与速度有关,甚至有的还与加速度有关;采用反馈控制的主动、半主动控制装置,其控制力更是与时间相关,因此无法采用伪动力实验测试这些控制装置的性能或减振效果。实时子结构实验对... 最近出现的结构控制装置,其中很多被动控制装置的性能都与速度有关,甚至有的还与加速度有关;采用反馈控制的主动、半主动控制装置,其控制力更是与时间相关,因此无法采用伪动力实验测试这些控制装置的性能或减振效果。实时子结构实验对试件进行实时加载,可以准确反映速度相关型试件的性能。由于试件性能的速度相关性和实验加载的实时性,使得实时子结构实验在逐步积分算法、实验系统累积误差、实验系统的加载控制等方面比伪动力实验更加复杂,另外还会出现系统时间滞后和加载系统与试件相互作用等新问题。根据实时子结构实验研究的关键科学问题介绍其研究进展及其应用,并指出有待进一步研究的问题。 展开更多
关键词 实时子结构实验 结构控制 逐步积分算法 液压伺服系统控制
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建筑结构弹塑性地震反应中的能量表达及应用 被引量:29
3
作者 叶献国 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1998年第5期9-16,共8页
介绍了结构弹塑性地震反应中的能量反应方程的定义,阐述了在结构抗震工程中运用能量概念的意义,结合非线性动力时程分析,建立了多自由度体系能量项的实用计算方法。通过具体结构分析实例,说明了能量分析方法在地震反应与破损评估研... 介绍了结构弹塑性地震反应中的能量反应方程的定义,阐述了在结构抗震工程中运用能量概念的意义,结合非线性动力时程分析,建立了多自由度体系能量项的实用计算方法。通过具体结构分析实例,说明了能量分析方法在地震反应与破损评估研究中的应用价值。 展开更多
关键词 地震反应 建筑结构 能量分析 弹塑性地震反应
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对差分法时程积分的反思 被引量:15
4
作者 钟万勰 朱建平 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1995年第8期663-668,共6页
以往偏微分方程时间步的数值积分主要由有限差分法来执行,然而当时间步长较大时会引起数值不稳定性。本文给出的单点精细积分法导出的显式积分格式可证明是无条件稳定的。就扩散方程与对流─扩散方程作出了本文方法与差分法导出的格式... 以往偏微分方程时间步的数值积分主要由有限差分法来执行,然而当时间步长较大时会引起数值不稳定性。本文给出的单点精细积分法导出的显式积分格式可证明是无条件稳定的。就扩散方程与对流─扩散方程作出了本文方法与差分法导出的格式之间的对比。数值例题也表明了单点积分法的优越性。 展开更多
关键词 有限差分法 时间步积分 差分法 偏微分方程
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用Newmark法求解旋转细长梁的影响因素分析 被引量:3
5
作者 罗敏 刘巨保 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2003年第1期66-69,共4页
采用Newmark法求解旋转细长梁问题 ,分析了时间步长、积分常数和直径与杆长比 3个因素的影响 .算例表明 :计算时间步长选择 2~ 10 (°)较为合理 ,能够在保证计算精度的同时 ,提高计算效率 ;积分常数选取值愈大 ,转矩振幅衰减愈快 ... 采用Newmark法求解旋转细长梁问题 ,分析了时间步长、积分常数和直径与杆长比 3个因素的影响 .算例表明 :计算时间步长选择 2~ 10 (°)较为合理 ,能够在保证计算精度的同时 ,提高计算效率 ;积分常数选取值愈大 ,转矩振幅衰减愈快 ,当积分常数取 3 .5 0时 ,旋转杆件能够在 2个周期内趋于稳定 ;直径与杆长之比大于 1∶10 4 时 ,杆件的上、下两端角位移出现明显差异 ,表现出细长杆的旋转特性 .这 3个因素的影响规律与理论分析结论相一致 ,为工程应用提供了计算依据 . 展开更多
关键词 NEWMARK法 求解 旋转细长梁 影响因素 瞬态动力学 时间步长 积分常数 石油钻采 钻柱 抽油杆柱
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RETHINKING TO FINITE DIFFERENCE TIME-STEP INTEGRATIONS 被引量:1
6
作者 钟万勰 朱建平 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 1995年第8期705-711,共7页
The numerical time step integrations of PDEs are mainly carried out by the finitedifference method to date. However,when the time step becomes longer, it causes theproblem of numerical instability,. The explicit integ... The numerical time step integrations of PDEs are mainly carried out by the finitedifference method to date. However,when the time step becomes longer, it causes theproblem of numerical instability,. The explicit integration schemes derived by the singlepoint precise integration method given in this paper are proved unconditionally stable.Comparisons between the schemes derived by the finite difference method and theschemes by the method employed in the present paper are made for diffusion andconvective-diffusion equations. Nunierical examples show the superiority of the singlepoint integration method. 展开更多
关键词 finite difference method time step integration numericalstability
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Development of a Balanced Adaptive Time‑Stepping Strategy Based on an Implicit JFNK‑DG Compressible Flow Solver
7
作者 Yu Pan Zhen‑Guo Yan +1 位作者 Joaquim Peiró Spencer J.Sherwin 《Communications on Applied Mathematics and Computation》 2022年第2期728-757,共30页
A balanced adaptive time-stepping strategy is implemented in an implicit discontinuous Galerkin solver to guarantee the temporal accuracy of unsteady simulations.A proper relation between the spatial,temporal and iter... A balanced adaptive time-stepping strategy is implemented in an implicit discontinuous Galerkin solver to guarantee the temporal accuracy of unsteady simulations.A proper relation between the spatial,temporal and iterative errors generated within one time step is constructed.With an estimate of temporal and spatial error using an embedded RungeKutta scheme and a higher order spatial discretization,an adaptive time-stepping strategy is proposed based on the idea that the time step should be the maximum without obviously infuencing the total error of the discretization.The designed adaptive time-stepping strategy is then tested in various types of problems including isentropic vortex convection,steady-state fow past a fat plate,Taylor-Green vortex and turbulent fow over a circular cylinder at Re=3900.The results indicate that the adaptive time-stepping strategy can maintain that the discretization error is dominated by the spatial error and relatively high efciency is obtained for unsteady and steady,well-resolved and under-resolved simulations. 展开更多
关键词 Adaptive time-stepping Unsteady simulations High order Discontinuous Galerkin Implicit time integration
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结构动力方程的更新精细积分方法 被引量:64
8
作者 汪梦甫 周锡元 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期191-195,共5页
将高斯积分方法与精细积分方法中的指数矩阵运算技巧结合起来,建立了精细积分法的更新形式及计算过程,对该更新精细积分方法的稳定性进行了论证与探讨。在实施精细积分过程中不必进行矩阵求逆,整个积分方法的精度取决于所选高斯积分点... 将高斯积分方法与精细积分方法中的指数矩阵运算技巧结合起来,建立了精细积分法的更新形式及计算过程,对该更新精细积分方法的稳定性进行了论证与探讨。在实施精细积分过程中不必进行矩阵求逆,整个积分方法的精度取决于所选高斯积分点的数量。这种方法理论上可实现任意高精度,计算效率较高,其稳定性条件极易满足。数值例题也显示了这种方法的有效性。 展开更多
关键词 结构动力学 时程分析 指数矩阵运算 高斯积分 稳定性分析 精细积分
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精细时程积分中状态转换矩阵的自适应算法 被引量:7
9
作者 刘勇 沈为平 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 1995年第2期82-85,68,共5页
本文提出了基于逼近理论的计算精细时程积分中的状态转换矩阵的算法。这种算法与基于Taylor级数展开的方法相比,有更高的精度,而且具有自适应功能。文中的数值实验结果印证了这一点。
关键词 精细时程积分 状态转移矩阵 自适应算法
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无条件稳定的更新精细积分方法 被引量:5
10
作者 汪梦甫 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期311-314,共4页
提出将Pade逼近与精细积分方法中的指数矩阵运算技巧结合起来,建立了精细积分法的更新形式及计算过程,对该更新精细积分方法的稳定性进行了论证与探讨.结果表明,该更新精细积分方法是无条件稳定的,整个积分方法的精度取决于所取Pade逼... 提出将Pade逼近与精细积分方法中的指数矩阵运算技巧结合起来,建立了精细积分法的更新形式及计算过程,对该更新精细积分方法的稳定性进行了论证与探讨.结果表明,该更新精细积分方法是无条件稳定的,整个积分方法的精度取决于所取Pade逼近的阶数与高斯积分点的数量.数值例题也显示了该方法的高效率及其可行性. 展开更多
关键词 结构动力学 时程分析 指数矩阵运算 无条件稳定
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Modified precise time step integration method of structural dynamic analysis 被引量:6
11
作者 汪梦甫 周锡元 《Earthquake Engineering and Engineering Vibration》 SCIE EI CSCD 2005年第2期287-293,共7页
The precise time step integration method proposed for linear time-invariant homogeneous dynamic systems can provide precise numerical results that approach an exact solution at the integration points. However, difficu... The precise time step integration method proposed for linear time-invariant homogeneous dynamic systems can provide precise numerical results that approach an exact solution at the integration points. However, difficulty arises when the algorithm is used for non-homogeneous dynamic systems, due to the inverse matrix calculation and the simulation accuracy of the applied loading. By combining the Gaussian quadrature method and state space theory with the calculation technique of matrix exponential function in the precise time step integration method, a new modified precise time step integration method (e.g., an algorithm with an arbitrary order of accuracy) is proposed. In the new method, no inverse matrix calculation or simulation of the applied loading is needed, and the computing efficiency is improved. In particular, the proposed method is independent of the quality of the matrix H. If the matrix H is singular or nearly singular, the advantage of the method is remarkable. The numerical stability of the proposed algorithm is discussed and a numerical example is given to demonstrate the validity and efficiency of the algorithm. 展开更多
关键词 structural dynamics time step integration method Gaussian quadrature method
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动力反应分析的显式积分方法及其稳定性 被引量:5
12
作者 郭泽英 李青宁 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2008年第2期15-19,共5页
Newm ark-更新精细积分法是动力方程求解的隐式的时域逐步积分法,其稳定性条件非常容易满足。与隐式方法相比较,显式积分方法不需要求解耦联的方程组,可以有效地减少内存占用和机时耗费。因此,根据显式积分方法的特点和优点,基于Newm a... Newm ark-更新精细积分法是动力方程求解的隐式的时域逐步积分法,其稳定性条件非常容易满足。与隐式方法相比较,显式积分方法不需要求解耦联的方程组,可以有效地减少内存占用和机时耗费。因此,根据显式积分方法的特点和优点,基于Newm ark-更新精细积分法的基本思想,提出其显式积分格式。对显式积分方法的精度与稳定性进行了初步的分析,指出该显式积分方法具有极好的稳定性,其精度比隐式积分方法的精度稍低。随着时间步长的增加,其精度优于传统的方法。 展开更多
关键词 动力反应分析 Newmark-更新精细积分法 显式积分方法 稳定性
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传输线方程高精度直接积分的数值求解方法
13
作者 张萍 刘宁 +1 位作者 聂鑫鹏 吉增强 《电气工程学报》 CSCD 2023年第4期370-377,共8页
提出一种基于精细积分法与时域微分求积法相结合的传输线方程的数值求解方法。首先将传输线方程采用基于紧致有限差分法的四阶差分格式进行空间离散,得到关于时间的一阶线性常微分方程组,四阶差分格式对于空间微分有很好的近似精度。然... 提出一种基于精细积分法与时域微分求积法相结合的传输线方程的数值求解方法。首先将传输线方程采用基于紧致有限差分法的四阶差分格式进行空间离散,得到关于时间的一阶线性常微分方程组,四阶差分格式对于空间微分有很好的近似精度。然后利用精细积分法与微分求积法对一阶线性常微分方程组进行数值求解。通过理论分析可知,与传统的传输线方程数值求解方法——时域有限差分法(Finite difference time domain,FDTD)相比,所提方法不涉及到状态矩阵求逆运算,保证了数值求解精度,并且其数值稳定性与计算时间、空间步长无关,可采用大步长进行数值计算,能够有效提高计算效率。最后利用仿真实例进行算法验证,结果显示,相比于时域有限差分法,所提方法能够抑制数值振荡,提高了计算精度。 展开更多
关键词 精细积分法 时域微分求积法 传输线方程 紧致有限差分法 时域有限差分法
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结构随机响应的并行计算 被引量:3
14
作者 沈为平 林家浩 宋华茂 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 1995年第2期72-76,共5页
本文对结构在地震载荷下的非平稳随机响应作了研究,把地震载荷用不同频率虚拟激励替代,采用精细时程积分进行分析,着重研究了这一算法的并行性,设计了高效并行算法,并在TRANSPUTER并行机上实现了该算法。
关键词 并行计算 地震载荷 结构 随机响应
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结构动力分析高阶时域积分算法的研究进展 被引量:1
15
作者 徐俊杰 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2017年第3期80-84,共5页
本文简要综述了时域连续Galerkin(TCG),改进TCG,以及时域间断Galerkin(TDG)以及高阶单步法等几种典型的高阶时域积分算法。若采用p阶多项式对基本未知量进行插值近似,采用单场格式的常规TCG算法、改进TCG算法、两场格式的TDG算法求得的... 本文简要综述了时域连续Galerkin(TCG),改进TCG,以及时域间断Galerkin(TDG)以及高阶单步法等几种典型的高阶时域积分算法。若采用p阶多项式对基本未知量进行插值近似,采用单场格式的常规TCG算法、改进TCG算法、两场格式的TDG算法求得的位移和速度分别具有p、2p、2p+1阶收敛精度,在计算成本相当的情况下,改进TCG算法具有最高收敛精度。高阶单步法多为后处理的算法,大多具有4阶精度。相比最常用的二阶算法,高阶单步法操作简单,易于实施,保留二阶算法无条件稳定、计算效率高等优点,可对二阶算法进行误差估计,并可根据精度需求,指导时间步长自适应调整。 展开更多
关键词 时域连续Galerkin 时域间断Galerkin 高阶单步法 时域积分算法 结构动力分析
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Timoshenko梁谐响应求解新方法探索 被引量:1
16
作者 李忠芳 任传波 骆英 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2008年第2期58-61,共4页
在空间域上采用只与结点有关的无网格方法离散,在时间域上采用精细积分方法求解.无网格离散过程中,利用伽辽金积分等效弱形式代替微分形式的控制方程,并用修正变分原理满足位移边界条件,采用移动最小二乘法求解离散的形函数,把形函数代... 在空间域上采用只与结点有关的无网格方法离散,在时间域上采用精细积分方法求解.无网格离散过程中,利用伽辽金积分等效弱形式代替微分形式的控制方程,并用修正变分原理满足位移边界条件,采用移动最小二乘法求解离散的形函数,把形函数代入等效积分弱形式得到离散的二阶方程;精细积分过程中非齐次项采用Romberg积分.同时给出了两种不同边界条件的谐响应求解的两个数值算例,得到了精确的数值结果. 展开更多
关键词 TIMOSHENKO梁 无网格法 精细时程积分 谐响应
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精细积分法在船舶桅杆涡激共振计算中的应用
17
作者 张营川 马骏 赵德有 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期177-182,共6页
遵循钟万勰等发展的精细时程积分方法的基本思想,对船舶桅杆结构涡激振动响应的精细积分迭代公式进行推导,建立了外激励简化为四次多项式时的精细积分递推公式,并对两种不同表达形式的外激励简化系数进行了对比分析。应用几种数值方法... 遵循钟万勰等发展的精细时程积分方法的基本思想,对船舶桅杆结构涡激振动响应的精细积分迭代公式进行推导,建立了外激励简化为四次多项式时的精细积分递推公式,并对两种不同表达形式的外激励简化系数进行了对比分析。应用几种数值方法对某成品油轮桅杆结构的涡激振动响应进行了数值计算。讨论了不同数值方法的计算精度及计算稳定性,绘制出桅杆结构的速度时程响应曲线和位移时程响应曲线。计算结果与实测值对比表明,外激励拓展到四次多项式时的精细积分算法与传统离散积分方法Newmark?β法和精细积分线性算法相比,具有良好的适用性,计算精度更高,计算稳定性更好。 展开更多
关键词 船舶 舰船工程 精细积分法 筒形桅杆 涡激振动 时程分析
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暂态历程的精细计算方法 被引量:174
18
作者 钟万勰 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1995年第1期1-6,共6页
在2 ̄N类算法计算指数矩阵的基础上,提出了精细积分法计算暂态历程问题,其数值结果可以比拟于精确解的数值结果。数值例题表明了方法高度准确的特点。分析了算法的精度,指出了高度准确的条件。
关键词 暂态历程 精细积分 时度系统 非线性
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一种广义精细积分法 被引量:39
19
作者 富明慧 刘祚秋 林敬华 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期672-677,共6页
提出了求解非齐次动力方程特解的一种精细数值积分法,该方法与通解精细积分法具有相同精度.首先选取一个积分形式的非齐次方程特解,将积分区域划分为2^N份,并对之进行精细的数值积分;然后针对载荷为多项式、指数函数及三角函数的情况,... 提出了求解非齐次动力方程特解的一种精细数值积分法,该方法与通解精细积分法具有相同精度.首先选取一个积分形式的非齐次方程特解,将积分区域划分为2^N份,并对之进行精细的数值积分;然后针对载荷为多项式、指数函数及三角函数的情况,将积分求和转化为一个递推过程,按此只需n次矩阵乘法就能计算出积分和,从而得到非齐次方程的特解.该方法的优点是能与通解的精细积分过程有机地结合起来,具有极高的精度和效率,同时还具有较广泛的适用范围.算例结果证明了该方法的有效性. 展开更多
关键词 结构动力分析 精细积分 指数矩阵运算 数值积分 递推算法
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单点子域积分与差分 被引量:38
20
作者 钟万勰 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第2期159-163,共5页
通过稳定性分析、显式与隐式积分,表明了单点子域积分相对于差分法的优越性.
关键词 差分法 子域积分 稳定性 计算结构力学
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