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含概率与区间混合不确定性的系统可靠性分析方法 被引量：16
1
作者 刘海波 姜潮 +2 位作者 郑静 韦新鹏 黄志亮 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期456-466,共11页
系统可靠性问题中通常存在大量的不确定参数,传统方法一般是基于概率模型对系统进行可靠性分析,但是实际工程中由于数据缺乏或试验条件的限制往往难以得到参数的精确概率分布.本文将结构体系一部分样本信息充足的不确定变量用随机变量... 系统可靠性问题中通常存在大量的不确定参数,传统方法一般是基于概率模型对系统进行可靠性分析,但是实际工程中由于数据缺乏或试验条件的限制往往难以得到参数的精确概率分布.本文将结构体系一部分样本信息充足的不确定变量用随机变量进行描述,而另一部分样本缺乏的用区间表示,并提出了一种新的含概率与区间混合不确定性的系统可靠性分析方法.首先,基于一个高效求解方法获得单失效模式下结构的最小可靠度指标;再针对多失效模式下含概率与区间混合不确定性问题建立了系统可靠性分析模型;考虑各失效模式之间的相关性,通过线性相关度计算方法求得相关系数矩阵;最后提出了串联体系和并联体系可靠度求解方法.3个数值算例表明,该方法可以实现含概率与区间混合的多个非线性失效模式下系统可靠度的计算.通过对比传统的概率可靠性分析方法,本文方法只需要少量的不确定信息便可确保系统更加安全,更适合复杂结构系统可靠性的分析和设计. 展开更多
关键词 系统可靠性 概率与区间混合不确定性 最大失效概率 失效模式相关性
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一种基于正交试验设计的土中爆炸数值模型确认方法 被引量：11
2
作者 张伟 韩旭 +1 位作者 刘杰 杨刚 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期58-65,共8页
提出了一种基于正交试验设计的土中爆炸数值模型确认方法。结合相应物理实验数据,该方法将数值模型确认问题转化为确定影响数值计算结果的各因素及其水平最佳搭配的优化问题。采用正交试验设计作为优化手段,达到了用较少的试验次数获得... 提出了一种基于正交试验设计的土中爆炸数值模型确认方法。结合相应物理实验数据,该方法将数值模型确认问题转化为确定影响数值计算结果的各因素及其水平最佳搭配的优化问题。采用正交试验设计作为优化手段,达到了用较少的试验次数获得各因素及其水平最佳搭配的目的。通过极差分析,研究了在不同确认准则条件下,各因素及其水平对土中爆炸数值模拟结果的影响。计算结果表明:分别以最小计算耗时和最高计算精度为确认准则时,网格尺寸是影响数值结果的主要因素;以两者综合评估为确认准则时,计算方法是影响数值结果的主要因素。该文提出的这种方法为复杂数值模型确认问题的研究提供了新的思路。 展开更多
关键词 爆炸力学 模型确认 正交试验设计 土中爆炸 数值模拟
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上浮气泡与自由表面相互作用的ISPH-FVM耦合方法模拟
3
作者 徐义祥 杨刚 +1 位作者 邢钰林 胡德安 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1261-1270,共10页
上浮气泡与自由表面相互作用的过程涉及复杂的界面拓扑演化,该过程一直是气泡流研究领域广为关注的问题之一.为探究上浮气泡与自由表面相互作用动力学行为,将不可压缩光滑粒子流体动力学(incompressible smooth particle hydrodynamics,... 上浮气泡与自由表面相互作用的过程涉及复杂的界面拓扑演化,该过程一直是气泡流研究领域广为关注的问题之一.为探究上浮气泡与自由表面相互作用动力学行为,将不可压缩光滑粒子流体动力学(incompressible smooth particle hydrodynamics,ISPH)方法与有限体积法(finite volume method,FVM)相结合提出了一种ISPH-FVM耦合方法.在ISPH-FVM耦合方法中,粒子和网格之间的信息交互是通过核近似插值技术实现,并将连续表面应力模型(continuous surface stress,CSS)引入当前耦合框架中以评估相界面处表面张力效应.此外,CSS模型通过FVM网格上定义的体积分数进行离散和计算,并且网格上的体积分数是通过网格支持域内ISPH粒子的核近似插值获得的.随后,利用ISPH-FVM耦合方法模拟了平衡状态下圆形气泡振荡以及单气泡上升,并将模拟结果与其他数值方法结果进行比较,验证了当前耦合方法中表面张力模型的收敛性以及界面追踪的准确性.为测试ISPH-FVM耦合方法模拟涉及复杂拓扑变化气泡流的性能,对上浮气泡与自由表面相互作用的动力学行为进行了分析,并且研究了不同韦伯数(We)以及雷诺数(Re)对气泡与自由表面相互作用的影响.研究发现,随着We数增加上浮气泡与自由表面相互作用时界面将发生大的畸变并且产生的夹带液滴数量也相应增加,然而上浮气泡与自由表面相互作用的过程并没有随Re数的增加而发生明显差别. 展开更多
关键词 耦合方法 不可压缩光滑粒子流体动力学方法 有限体积法 气泡上升 自由表面 相互作用
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基于FE-SPH自适应耦合算法对长杆弹侵彻反应装甲的模拟研究 被引量：3
4
作者 杨刚 傅奕轲 +1 位作者 郑建民 胡德安 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期223-231,共9页
该文采用自编程序实现的FE-SPH自适应耦合算法对长杆弹侵彻反应装甲的过程开展了数值模拟研究。为了实现反应装甲中的凝聚炸药在长杆弹冲击作用下的起爆过程,在FE-SPH自适应耦合算法中嵌入了凝聚炸药的点火-增长模型。该文首先应用FE-SP... 该文采用自编程序实现的FE-SPH自适应耦合算法对长杆弹侵彻反应装甲的过程开展了数值模拟研究。为了实现反应装甲中的凝聚炸药在长杆弹冲击作用下的起爆过程,在FE-SPH自适应耦合算法中嵌入了凝聚炸药的点火-增长模型。该文首先应用FE-SPH自适应耦合算法对二维轴对称反应装甲冲击起爆模型进行了模拟分析,并以此验证了自适应FE-SPH自适应耦合算法对此类问题模拟的可行性和有效性。其次,针对长杆弹斜侵彻反应装甲的过程进行模拟,再现了反应装甲动态响应干扰长杆弹入侵的过程。通过与相关实验数据结果及其他方法模拟的结果对比,FE-SPH自适应耦合方法能够有效地对长杆弹侵彻反应装甲和后效目标靶进行一体化仿真。 展开更多
关键词 工程力学 反应装甲 FE-SPH 侵彻 起爆
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抗侵彻孔结构装甲的可靠性优化设计 被引量：1
5
作者 姚晨辉 杨刚 +1 位作者 张哲 李安祺 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期191-205,共15页
孔结构装甲在满足抗侵彻性能的同时需实现减重,因而轻量化设计具有工程实际意义。以孔结构装甲的轻量化为设计目标,抗侵彻性能为约束条件,考虑不确定性因素的影响,开展孔结构装甲的可靠性优化设计。样本点采用最优拉丁超立方法设计生成... 孔结构装甲在满足抗侵彻性能的同时需实现减重,因而轻量化设计具有工程实际意义。以孔结构装甲的轻量化为设计目标,抗侵彻性能为约束条件,考虑不确定性因素的影响,开展孔结构装甲的可靠性优化设计。样本点采用最优拉丁超立方法设计生成,孔结构装甲抗侵彻仿真的参数化建模及响应计算通过商业软件ANSYS的二次开发实现,引入Kriging代理模型和期望改变量(expected improvement,EI)加点法构建性能函数,最后采用序列优化与可靠性评估方法(sequential optimization and reliability assessment,SORA)进行可靠性优化设计。结果表明,可靠性优化后,孔结构装甲在满足抗侵彻性能和相关可靠度指标的前提下,可有效地实现减重11.5%。研究结果可为其他抗侵彻防护结构的可靠性优化设计提供参考。 展开更多
关键词 孔结构装甲 轻量化设计 KRIGING模型 可靠性优化
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土中爆炸成腔问题中确定炸点状态的一种计算反求方法 被引量：1
6
作者 张伟 刘杰 +1 位作者 韩旭 谭柱华 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期231-237,共7页
提出了一种通过给定的土中爆炸成腔毁伤效应确定炸点状态的计算反求方法。该方法将确定炸点状态的反问题转化为求解爆炸毁伤效应的计算值与给定值误差函数最小的优化问题。在反求过程中,采用基于误差减小比率技术的多项式近似模型代替... 提出了一种通过给定的土中爆炸成腔毁伤效应确定炸点状态的计算反求方法。该方法将确定炸点状态的反问题转化为求解爆炸毁伤效应的计算值与给定值误差函数最小的优化问题。在反求过程中,采用基于误差减小比率技术的多项式近似模型代替土中爆炸数值分析模型,以便提高反求效率。采用Tikhonov正则化方法克服反求过程中出现的病态问题。在此基础上,引入信赖域管理策略判断当前近似模型与实际模型的逼近程度,以确定最优的反求向量。炸点状态反求结果与实验结果的对比分析表明,该方法能够有效且稳定地通过给定的毁伤效应实现炸点状态的反求,这可为炸点状态的设计提供参考。 展开更多
关键词 爆炸力学 反问题 近似模型管理 土中爆炸 正则化方法 牛顿法
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刚性弹斜侵彻石灰石靶的子弹头部形状优化 被引量：1
7
作者 胡德安 李霞 杨刚 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期64-68,共5页
基于空腔膨胀理论,提出了一种计算斜侵彻条件下轴向阻力和侧向阻力的计算方法,并基于阻力公式,对斜侵彻石灰石靶的刚性子弹头部形状进行了优化设计,使得轴向阻力和侧向阻力为最小,提高子弹的侵彻性能.研究结果表明,无论是单独考虑轴向... 基于空腔膨胀理论,提出了一种计算斜侵彻条件下轴向阻力和侧向阻力的计算方法,并基于阻力公式,对斜侵彻石灰石靶的刚性子弹头部形状进行了优化设计,使得轴向阻力和侧向阻力为最小,提高子弹的侵彻性能.研究结果表明,无论是单独考虑轴向阻力还是侧向阻力,斜侵彻状态下获得的最优头部形状函数都介于卵形和锥形之间. 展开更多
关键词 斜侵彻 头部形状函数 轴向阻力 侧向阻力
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