概率密度函数构造权重的可靠性灵敏度分析

目的分析概率密度函数构造权重的可靠性灵敏度。方法在实际的可靠性问题分析当中,灵敏度的准确分析对参数的分布有着非常重要的影响;提出概率密度函数构造权重的可靠性灵敏度分析法,是一种通过在变量空间下,以确定性低偏差均匀抽样,然后与相应的样本点处联合,进而实现概率密度函数构造权重的分析方法;与密度权重分析方法做对比,密度函数权重法可以有效提高对可靠性灵敏度的评估准确率,具有较快的收敛速度。结果概率密度函数构造权重具有极强的可靠性灵敏度,在实际应用中其使用优势主要表现在计算步骤简单、分析结果准确性高、各个变量之间的误差较小、计算效率变得更高、计算结果的精度高等方面,并且收敛性和稳健性都比较好。基于密度函数权重可靠性灵敏度分析方法,避免了原有的分析方法存在的不足,通过自身的优越性,有效提升了分析的准确性和计算效率。结论概率密度函数构造权重的可靠性灵敏度分析方法在实际应用中具有较强的适用性。     

基于集成有限条法的大跨度斜拉桥的地震响应研究

本文提出了一种高效的基于集成有限条法的用于大跨度斜拉桥地震响应分析的方法。该方法减少了计算模型结构自由度,降低了结构总刚度矩阵集成时间,从而提高了计算分析速度。为验证其有效性,以一座大跨度斜拉桥为具体工程实例进行了地震响应分析,将结果与有限元计算方法进行了对比。结果表明:集成有限条法可以成功应用于大跨度斜拉桥的地震响应分析,并且可以显著降低分析时间,提高效率。     

基于单位分解有限元方法的声波传播问题的高效分析

基于单位分解有限元法的核心思想是由单位分解函数以及拓展基函数共同逼近求解空间,单位分解函数选用有限元形函数,拓展基函数不依赖有限元网格。利用四边形等参元形函数作为单位分解函数,采用平面波基函数作为拓展函数建立了单位分解有限元的形函数。在此基础上求解亥姆霍兹方程,计算结果表明:构造的单元用于亥姆霍兹方程的求解具有比相应的常规有限单元更高的求解效率,并且适用于不规则的求解区域,对网格的划分数量要求很低。     

Chebyshev-Legendre谱方法解广义RLW 方程的误差分析

考虑一类具有Dirichlet边界条件的广义RLW 方程(即长波方程),通过将Legendre谱方法在Chebyshev点 上实现,建立求解该方程的Chebyshev-Legendre谱方法的离散格式,这种配点法结合了Legendre方法的稳定性和 Chebyshev方法计算方便的优点.选取基函数构造系数矩阵,采用矩阵分解简化方程,提高了计算效率,证明了此 离散格式的稳定性和收敛性,给出了近似解的敛速估计,并进行了数值实验.     

基于双悬臂梁结构的光纤加速度传感器

为消除悬臂梁结构加速度传感器由于光纤表面粘贴产生的啁啾现象,增强横向抗干扰能力,提高共振频率,提出了一种基于双悬臂梁结构的光纤加速度传感器。给出了理论分析结果,建立了有限元模型,得到了加速度灵敏度表达式,并且探讨了在共振频率不变的情况下提高加速度灵敏度的方法。实验结果表明,该传感器在6～50 Hz内频响平坦,加速度灵敏度为14pm/g,抗横向干扰能力达20dB,与理论计算较好地吻合。     

基于半导体光放大器的光学向量矩阵乘法器的实现方法

提出了一种基于半导体光放大器(SOA)的光学向量矩阵乘法器(OVMM)的实现方法。与传统的向量矩阵乘法器相比,本文方法采用的是非空间光的实现方案,且SOA的增益补偿作用可对计算所得的光功率进行校正,从而提高计算精度。对提出的方法进行了1×2向量与2×2矩阵乘法运算的实验验证,结果表明可以实现向量矩阵乘法器的运算功能。利用SOA的大范围增益可调特性,可有效提高信号动态范围,利于多路信号间均匀性的改善,且易于集成。     

计算瑞利波频散曲线的快速矢量传递算法

基于轴对称柱面瑞利面波，得到了一种计算层状介质中瑞利面波频散曲线的快速矢量传递算法，频散方程类似Menke方法的F矢量上传形式，上传矩阵F为3个五阶矩阵的乘积形式，提高了计算速度，而且各矩阵的元素均为无量纲量且为实数值，避免了以往方法中同一矩阵中各元素的数量级相差较大、出现复数运算的缺陷，提高了计算的精度及稳定性。此算法方法也避免了高频数值精度丢失问题和高频数值溢出问题。     

哈密顿理论在推导框剪结构刚度矩阵中的应用

目的对框剪结构进行静动力方面的分析时,需要推导出结构的单元刚度矩阵,而一般选用近似计算的传统有限单元法来推导单刚矩阵,这种方法误差累计较多,特别是框剪高层结构,误差积累更多。通过新的模型体系进一步探讨基于哈密顿理论及精细积分法求解结构单刚矩阵的可行性和计算精度。方法基于哈密顿理论,选用通用的并联Timoshenko梁模型,将构成框剪结构的综合框架和综合剪力墙抗侧力单元看作竖立的悬臂弯剪梁,均计算剪切、弯曲变形,两个抗侧力单元间通过刚性楼板协同工作。结果求出框剪结构在连续化假定下的拉格朗日函数,结构协同工作分析的哈密顿函数,继而利用精细积分法中基本区段的混合能矩阵求解出框剪结构的单刚矩阵,采用有限元中的位移法,把单元刚度矩阵集成为整刚矩阵。结论利用MATLAB相应程序分析某框剪结构算例,结果验证了此推导方法的可行性和精度要求,避免了一般传统有限单元法误差累计的问题,同时该方法还适用于其他类型的高层建筑结构。     

求解最短路问题的一种优化矩阵算法

矩阵算法是求解不含负回路的网络中所有顶点对之间最短路的有效算法之一,但当节点比较多时,计算的矩阵多,重复计算量大,降低了计算效率。为此,提出了一种优化的矩阵算法,该算法的思路是利用权矩阵计算网络任意两节点之间的最短路长。计算实例表明,优化的矩阵算法减少了重复计算,简化了路径标注方法,提高了计算效率。     

有限元和分子动力学结合的纳米梁研究方法

给出了一种新的有限元与分子动力学相结合的纳米梁的模拟方法.其基本思想是在分子动力学初始化的基础上进行有限元分析,在有限元分析结果的基础上通过分子动力学松弛模拟,这样既保证了计算结果的精度又使计算速度得到大幅度提高,克服了传统分子动力学效率低的缺点.通过纳米梁性能的研究实例详述了结合过程.     

输出误差函数的交-交矩阵变换器数字PWM调制技术

针对矩阵变换器调制方式的特点，提出了基于输出电压误差函数分析的矩阵变换器离散调制技术，推导了基于时间离散和差分原理的电路方程。根据最小误差函数确定矩阵变换器开关模式，实现了系统闭环控制时开关状态的优化组合。利用α-β平面内的空间矢量描述开关组合状态，使得误差函数的计算工作量小、过程简单，易于实现。数字仿真和实验结果验证了时间离散调制技术的正确性和控制方法的可行性。     

木材径切面内部缺陷的应力波成像算法

为了获得木材径切面上的缺陷形状、大小和位置,提出一种木材径切面内部缺陷成像的方法。首先,基于应力波在木材径切面上的传播规律,提出一种木材径切面上的应力波速度修正方法。将应力波速度转换为径切面上的若干个预估点的值,结合反距离加权插值（IDW）法提出一种速度修正插值（VCI）方法。最后,使用VCI方法在不同树木样本上进行了木材径切面缺陷的二维成像实验。结果表明:①VCI方法可以重建木材内部缺陷大小以及缺陷位置,缺陷成像结果与真实的缺陷情况相吻合。②对比IDW方法的成像结果,VCI方法对缺陷的大小以及缺陷形状、位置的成像结果有较大提高。③利用混淆矩阵方法对VCI与IDW方法进行定量分析表明,VCI方法的平均准确率、平均精确度和平均查全率均高于IDW方法,说明VCI方法成像效果的可行性和有效性。     

高阶龙格库塔间断有限元方法求解二维谐振腔问题

提出了使用高阶龙格库塔间断有限元方法在时域求解经典的电磁场谐振腔问题，间断有限元方法在空间离散时采用非结构化网格且在时域显式求解方程，这是有限元方法和有限体积方法的最佳结合。该方法通过采用局部高阶多项式插值基函数获得高阶精度。文中使用该方法研究了横磁波在二维谐振腔中的传播情况，以及高阶的拉格朗日基函数。数值实验采用了高阶的二变量拉格朗日多项式基函数，数值计算结果与理论解析解相吻合。文中还讨论了不同阶数多项式插值基函数对计算精度的影响。结果表明，随插值基函数阶数增加，计算精度迅速提高。最后讨论了不同插值基函数阶数对L^2误差的影响，结果显示L^2误差随插值基函数阶数增加呈指数下降。     

三维弹性力学问题中有限元方程的预处理方法

针对三维弹性问题中有限元方程的数值求解，建立了一类简单且实用的代数多重网格预处理共轭梯度法(AMG-CG法)，详细描述了相应代数多重网格方法的粗化技术及网格转移算子的构造．由于该预处理方法能有效地降低刚度矩阵的条件数，使刚度矩阵的谱分布更集中，从而大大提高了计算效率．数值结果表明，AMGCG法对求解三维弹性问题有限元方程是十分有效和健壮的。     

医学图像光线投影体绘制中重采样快速算法研究

光线投影算法是体绘制算法中图像效果比较好的方法，但存在运算量大，绘制速度慢的问题，如何提高重采样速度是加速光线投影算法的关键。本利用重采样点在两坐标系中的矩阵变换特性，减少矩阵运算量，同时结合三维数据场在像平面的投影减少光线投影数目；利用包围盒技术避免对空体元的采样，并且通过将Bresenham算法扩展至三维确定每个重采样点所在体元的编号。实验结果表明，本提出的重采样优化算法成像速度比标准光线投射算法快2—3倍，而成像的质量与标准算法基本没有区别。本提出的算法，既能保证绘制质量，又能显减少计算量，提高体绘制的速度。     

大跨度桥梁极限承载力的双重非线性分析

从非线性有限元理论出发，基于虚功原理，阐述在几何非线性刚度方程有限元列式中引入非线性本构关系矩阵、合理考虑结构双重非线性问题的理论方法，归纳比较了第一类失稳破坏、第二类失稳破坏及强度破坏等极限承载力问题的概念，对宜昌长江大桥的极限承载力进行了计算分析，总结了具有较普遍意义的同类桥梁极限承载力计算理论及方法。     

基于点源矢量逆向求解方程解析方法

电磁场逆向问题是由导体外获取的磁信号来重建导体内部电源,通常采用麦克斯韦逆向方程进行求解.基于该方程存在非唯一解,提出了一种基于点源矢量模型的数值解析方法.首先建立点源矢量的数学模型,其次构造磁信号强度矢量一阶梯度正交矩阵,并应用欧拉线性关系获取点源矢量位置;然后在准静态条件下引入格林函数和波平面,并施以傅里叶逆变换来获取傅氏空间方程解.长方体磁源仿真结果表明本解析方法的准确度和可靠性.     

有限元-无限元耦合法在桩-土动态反应中的应用

推导了4+2节点动力无限元的位移形函数及坐标形函数,进而得到具有不同波动组合位移衰减形式的二维谐振无限元,并运用通用有限元软件建立了单桩动力荷载下的有限元-无限元(FEM-IEM)耦合模型,分析了竖向、水平及弯矩谐振作用下不同类型单桩在不同土性中的动力反应.计算结果证明,本文提出的耦合方法在计算效率和精度上具有优势.     

基于流固耦合的气流式水平姿态传感器的研究

利用有限元仿真计算软件,采用基于流固耦合的分析方法 ,通过建立1:1尺寸大小气流式水平姿态传感器敏感元件的实体模型,通过仿真计算得到了气流式水平姿态传感器敏感元件内流场的分布及气流速度。基于流固耦合的仿真计算方法可以使得计算结果更加符合原件的实际工作状况。     

三维开口薄壁杆间接触问题有限元法的研究

应用双边接触模型推导了求解开口薄壁杆弯扭接触的有限元混合变量矩阵方程。基于此算法，编制了有限元程序。应用该程序对农用自卸式挂车进行了强度分析计算，并用实验给予了验证。