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具有可控数值阻尼的Newmark-ρ_(∞)方法及模拟系统 被引量:1
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作者 邢誉峰 李玉婷 王雨竹 《力学与实践》 2025年第1期195-200,共6页
Newmark方法是多数现代时间积分方法发展的基石。虽然经典Newmark方法有数值阻尼,但不能对其进行精确控制,这既限制了其应用,也难以与其他具有可控数值阻尼的方法如广义-α方法等进行比较。本文通过谱分析,利用ρ_(∞)(与无穷大频率对... Newmark方法是多数现代时间积分方法发展的基石。虽然经典Newmark方法有数值阻尼,但不能对其进行精确控制,这既限制了其应用,也难以与其他具有可控数值阻尼的方法如广义-α方法等进行比较。本文通过谱分析,利用ρ_(∞)(与无穷大频率对应的谱半径)表示Newmark方法中的两个自由参数,形成数值阻尼精确可控的单参数Newmark-ρ_(∞)方法。在此基础上,构造与之对应的模拟系统,其解析解与Newmark-ρ_(∞)方法结果吻合。根据模拟系统解析解,可以从理论角度给出幅值衰减率和周期延长率的定义,这有助于明晰时间积分方法存在幅值误差和相位误差的机理,也可以为设计结构依赖型方法提供理论基础。 展开更多
关键词 Newmark方法 可控数值阻尼 幅值衰减率 周期延长率 模拟系统
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串联型惯容系统多自由度结构地震响应分析
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作者 管涛 王善库 +1 位作者 葛新广 王昌盛 《计算力学学报》 北大核心 2025年第1期130-138,共9页
研究串联型惯容系统多自由度结构随机地震响应的简明封闭解,分析了惯容系统参数及设置位置对结构减震性能的影响。首先,根据串联型惯容系统力学构造图,建立多自由度结构-惯容系统耦合地震动方程。其次,运用二次式分解法推导出建筑结构... 研究串联型惯容系统多自由度结构随机地震响应的简明封闭解,分析了惯容系统参数及设置位置对结构减震性能的影响。首先,根据串联型惯容系统力学构造图,建立多自由度结构-惯容系统耦合地震动方程。其次,运用二次式分解法推导出建筑结构节点相对于地面的绝对位移、层间节点位移及串联型惯容系统阻尼力等系列响应的0~2阶谱矩的简明封闭解。最后,通过算例,验证所提方法的正确性并研究了惯容系统参数及设置位置对结构减震性能的影响。研究表明,串联型惯容系统对结构层间位移和顶层绝对位移的减震性能具有非一致性特点;在层间位移较大的楼层设置惯容系统的布置策略是经济可行的。本文可为惯容系统实际工程应用提供参考。 展开更多
关键词 串联惯容系统 简明封闭解 二次式分解法 参数分析 阻尼器布置策略
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交错网格上基于相交重映的两步欧拉法
3
作者 宫翔飞 郭少冬 《计算物理》 北大核心 2025年第4期400-406,共7页
采用拉氏时间推进加重映到初始网格的方式,在结构化交错欧拉网格上实现一种新型两步欧拉法。拉氏时间推进采用预估-校正方法,混合网格的拉氏计算中引入压力松弛模型。用MOF(Moment of Fluid)重构显式界面,将混合网格剖分为多个介质多面... 采用拉氏时间推进加重映到初始网格的方式,在结构化交错欧拉网格上实现一种新型两步欧拉法。拉氏时间推进采用预估-校正方法,混合网格的拉氏计算中引入压力松弛模型。用MOF(Moment of Fluid)重构显式界面,将混合网格剖分为多个介质多面体,实现了精确的相交重映。考虑到已有拉氏网格与拉氏网格相交算法的低效性,实现了与两步欧拉法更适配的拉氏网格与欧拉网格相交算法。数值模拟结果表明:在欧拉框架下构造显式界面,能够提高欧拉方法对界面的分辨能力,本文构造显式界面进行相交重映的算法具有健壮且高效的特点,在大变形模拟中也可以保持较好的完整性。 展开更多
关键词 两步欧拉法 相交重映 多介质 交错网格
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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
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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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DeepSeek辅助计算结构力学研究的可行性分析及探索
5
作者 阎军 刘洪沅 +4 位作者 王骏杰 蒋官儒 严梓睿 聂英豪 阎琨 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期189-195,共7页
计算结构力学是现代工程科学的核心支撑学科之一,但其专业门槛高、程序实现复杂的特点,导致研究者需投入大量时间进行前期知识储备与算法开发训练。大语言模型的语义解析、知识整合、代码生成与算法推导等能力,为破解上述问题提供了一... 计算结构力学是现代工程科学的核心支撑学科之一,但其专业门槛高、程序实现复杂的特点,导致研究者需投入大量时间进行前期知识储备与算法开发训练。大语言模型的语义解析、知识整合、代码生成与算法推导等能力,为破解上述问题提供了一种范式革新的技术路径。基于此,本文针对DeepSeek-R1大语言模型辅助计算结构力学研究的可行性与局限性开展了评估分析。首先以有限元聚类分析这一新兴计算结构力学方法为研究对象,测试了基于大语言模型完成其关键环节程序开发的可行性,分析了语义交互策略、专业术语完备等因素对Deepseek-R1输出有效性的影响,并对比了相同输入信息下不同大语言模型的性能。其次,本文基于若干典型计算结构力学问题测试了不同大语言模型输出结果的有效性。最后,本文基于数值实例经验,浅析了以DeepSeek为代表的新一代人工智能模型辅助计算结构力学研究的可行性与局限性。测试结果显示,DeepSeek-R1等大语言模型在降低计算结构力学研究门槛、提升算法开发效率方面展现出优势,但用于复杂问题时仍需理论基础和程序经验支撑。 展开更多
关键词 DeepSeek 计算结构力学 人工智能 点阵结构 有限元聚类分析
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四分跨对称双集中阻尼弦系统的振动特性
6
作者 郑罡 曾广榕 +2 位作者 张永顺 杨钰峰 王保權 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第1期30-36,共7页
带有集中黏滞阻尼的张紧弦系统在力学模型上属于混杂动力学系统,为满足工程应用一般采用近似方法求解其本征问题。为进一步明确该系统振动特性,以两项集中阻尼对称布置于四等分跨的阻尼弦系统作为基础研究对象,并对其复本征值进行解析... 带有集中黏滞阻尼的张紧弦系统在力学模型上属于混杂动力学系统,为满足工程应用一般采用近似方法求解其本征问题。为进一步明确该系统振动特性,以两项集中阻尼对称布置于四等分跨的阻尼弦系统作为基础研究对象,并对其复本征值进行解析求解。推导系统的复频率方程和本征函数表达式,将超越函数形式的复频率方程换元处理为代数形式,利用代数方程给出系统复本征值的显式解。分析系统复本征值的结构和性质,讨论振动特性随阻尼系数的变化规律。结果表明:系统本征解可归为3个解支,在同一解支内本征值实部(相反数即为衰减率)不随系统运动阶次而改变,本征值虚部(即频率)则随运动阶次以4π为周期依次递增;各解支所对应的衰减率曲线均随阻尼系数呈先递增、后递减的趋势,且在衰减率曲线连续变化的阻尼区间内,系统各阶运动的频率相等。 展开更多
关键词 集中阻尼 张紧弦 动力特性 复本征值 复模态
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方向余弦矩阵的特征值与特征向量及其性质研究
7
作者 张建书 陈菲菲 《南京理工大学学报》 北大核心 2025年第1期25-31,共7页
用来描述两右手笛卡尔直角坐标系相对方位的方向余弦矩阵是计算力学、计算图形学、导航与控制、机器人等领域中最基本的运算量之一。现有文献已经阐明:2个方位不同的坐标系之间的方向余弦矩阵有3个模为1的特征值,其中一个是实数1,其余2... 用来描述两右手笛卡尔直角坐标系相对方位的方向余弦矩阵是计算力学、计算图形学、导航与控制、机器人等领域中最基本的运算量之一。现有文献已经阐明:2个方位不同的坐标系之间的方向余弦矩阵有3个模为1的特征值,其中一个是实数1,其余2个为一对共轭复数;实特征值1表明两坐标系的相对方位可以通过一次简单转动来描述,与实特征值1对应的特征向量与该简单转动的转轴共线;复特征值指数的模等于该简单转动的转角。该文给出了上述实特征值1对应的特征向量性质的几何证明,并重点研究了方向余弦矩阵复特征值对应的复特征向量的性质,通过证明得出:复特征向量的虚部与实部相互垂直且模相等,虚部与实部的叉积与简单转动的转轴共线且同向。最后通过数值算例对方向余弦矩阵的特征值与特征向量的上述性质进行了验证。 展开更多
关键词 方向余弦矩阵 特征值 特征向量 复数特征向量 简单转动
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基于参变量变分原理的纳米孪晶结构的各向异性Cosserat理论建模
8
作者 朱宝 孙豪 刘玥 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期196-204,共9页
纳米孪晶结构金属不仅得到实验证明具有优异的强度,而且具有良好的延展性,是改善金属强度-塑韧性倒置关系的重要途径,体现出巨大的工程应用价值。本文基于参变量变分原理,发展了三维各向异性Cosserat弹塑性分析的参数二次规划算法,并且... 纳米孪晶结构金属不仅得到实验证明具有优异的强度,而且具有良好的延展性,是改善金属强度-塑韧性倒置关系的重要途径,体现出巨大的工程应用价值。本文基于参变量变分原理,发展了三维各向异性Cosserat弹塑性分析的参数二次规划算法,并且将该算法应用于纳米孪晶铜的数值建模模拟。通过引入孪晶与基体之间的特殊取向关系,建立了纳米孪晶铜的各向异性Cosserat连续介质模型。考虑到晶体取向不同而产生的各向异性效应以及孪晶与基体之间的不均匀变形产生的应变梯度效应,得到的模型结果与不同实验研究所得的纳米孪晶铜的应力-应变曲线吻合良好。基于该模型,系统地研究了平均孪晶厚度对纳米孪晶铜屈服强度、弹性模量等力学性能的影响。结果表明,各向异性效应主要影响弹性模量和屈服强度,应变梯度效应影响屈服强度和应变硬化率。 展开更多
关键词 参数量变分原理 各向异性 COSSERAT 二次规划算法 纳米孪晶铜
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层合复合材料铺层顺序和结构形状综合优化
9
作者 陈珅艳 刘欣荣 杨子涵 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期309-315,共7页
提出了一种层合复合材料铺层顺序与结构形状参数综合优化的方法。首先,采用形状基向量定义形状变量,建立了包含层合板铺层顺序变量和形状变量的综合优化模型,形成包含连续变量和离散变量的优化问题。其次,改进了二级多点近似遗传算法,... 提出了一种层合复合材料铺层顺序与结构形状参数综合优化的方法。首先,采用形状基向量定义形状变量,建立了包含层合板铺层顺序变量和形状变量的综合优化模型,形成包含连续变量和离散变量的优化问题。其次,改进了二级多点近似遗传算法,在一级近似问题中加入了形状变量及其灵敏度,将形状变量融入外层的遗传算法中,通过改进混合编码、初始种群、个体适应度以及各类算子,实现了形状变量与铺层顺序变量的同时寻优,并开发了相应的优化系统。将优化系统应用于二维平板模型和三维圆筒模型优化算例,结果验证了该方法的可行性和有效性,综合优化的减重效果均优于单一的铺层顺序优化结果。该系统进一步应用于简化卫星结构,表明了该方法在工程应用中的可行性。 展开更多
关键词 复合材料铺层优化 形状优化 二级多点近似算法 遗传算法(GA)
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爆炸载荷下钢筋混凝土板近场动力学仿真研究
10
作者 吴凡 段庆林 《计算机仿真》 2025年第4期541-544,556,共5页
基于常规态型近场动力学模型,对钢筋混凝土板进行了建模,并进行了数值仿真。提出钢筋和混凝土两种材料的模拟方案,使其能够在统一框架下进行数值计算。进一步地,建立了高应变率下的简化断裂准则,实现了钢筋混凝土板在爆炸载荷下多裂纹... 基于常规态型近场动力学模型,对钢筋混凝土板进行了建模,并进行了数值仿真。提出钢筋和混凝土两种材料的模拟方案,使其能够在统一框架下进行数值计算。进一步地,建立了高应变率下的简化断裂准则,实现了钢筋混凝土板在爆炸载荷下多裂纹破坏的数值仿真。与实验结果对比,数值结果能很好地捕捉到实验结果中展现出的环向裂纹和径向裂纹等多种典型的裂纹特征,从而验证了所提出的基于常规态型近场动力学理论的钢筋混凝土模型的有效性。 展开更多
关键词 近场动力学 常规态型 钢筋混凝土 爆炸载荷 多裂纹
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自启动单解显式时间积分器的研究进展及性能评估 被引量:1
11
作者 李金泽 刘耀坤 +1 位作者 于开平 崔乃刚 《力学进展》 北大核心 2025年第2期288-339,共52页
直接时间积分法在大型非线性动力系统的数值计算中起着关键作用,尤其是在工程仿真与设计领域.自启动单解显式时间积分法因在处理复杂非线性系统时的高效性和可靠性,成为该领域的重要工具.然而,随着此类算法的逐步发展和多样化,性能表现... 直接时间积分法在大型非线性动力系统的数值计算中起着关键作用,尤其是在工程仿真与设计领域.自启动单解显式时间积分法因在处理复杂非线性系统时的高效性和可靠性,成为该领域的重要工具.然而,随着此类算法的逐步发展和多样化,性能表现各异,因此对其进行系统回顾和深入分析具有急迫性和重要性.本文首先介绍了评估时间积分法性能的主要指标,包括精度、稳定性、振幅误差与相位误差等,为读者提供了理论基础;接着,详细回顾了自启动单解显式时间积分法的发展历程,系统梳理了各种算法的演变过程;比较了多种自启动单解显式时间积分法在谱特性、精度、稳定性以及误差方面的性能表现并使用典型算例与工程结构进行了数值验证.重点指出当前性能表现优异的两种显式积分法:完全显式的GSSE法和速度隐式处理的GSSI法.这两种方法都具备自启动、单解、显式求解、最大化条件稳定域、可控数值耗散(全历程变化)和一致二阶精度的特点,而二者之间的区别在于求解阻尼问题的计算量和有阻尼时的条件稳定域大小.本文还展望了显式时间积分法未来的研究方向,强调了进一步优化与发展的潜力. 展开更多
关键词 瞬态动响应 自启动 显式时间积分 单解 最优显式积分器 性能评估
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面向复杂CAD模型的嵌入域等几何单元几何属性快速界定方法 被引量:1
12
作者 谢晴天 谢贤达 +2 位作者 罗年猛 杨奥迪 王书亭 《计算力学学报》 北大核心 2025年第1期61-67,共7页
嵌入域等几何分析方法可以综合嵌入域法网格划分和等几何分析高阶单元求解效率的双重优势,是复杂CAD模型进行等几何分析的主要实现方式之一。嵌入域网格单元几何属性的界定是构建嵌入域等几何分析模型的关键环节之一。针对基于射线法对... 嵌入域等几何分析方法可以综合嵌入域法网格划分和等几何分析高阶单元求解效率的双重优势,是复杂CAD模型进行等几何分析的主要实现方式之一。嵌入域网格单元几何属性的界定是构建嵌入域等几何分析模型的关键环节之一。针对基于射线法对嵌入域网格单元进行几何属性界定过程中存在的界定效率与准确度相矛盾的问题,本文将分离轴理论与射线法结合,建立了一种混合型网格单元几何属性界定策略,将点与体的相对位置关系判断问题转化为了面与体的相交判断问题,从而在保证单元几何属性界定效率的同时,提高单元界定准确度。数值算例表明,本文提出的混合型网格单元几何属性界定策略可有效提升界定效率及鲁棒性,为复杂模型嵌入域等几何分析奠定基础。 展开更多
关键词 CAD 等几何分析 嵌入域法 单元几何属性 分离轴理论 射线法
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基于仿射变换的奇异积分自适应单元细分法 被引量:1
13
作者 贾志超 池宝涛 +3 位作者 鞠传明 郭前建 袁伟 李灿 《工程力学》 北大核心 2025年第2期253-262,共10页
边界元法已广泛应用于解决工程实际问题中,精确高效地计算奇异积分对于求解边界积分方程至关重要。为此,提出了一种基于仿射变换的奇异积分自适应单元细分法,用于解决边界积分方程中的奇异性问题。其基本思想是通过仿射变换对单元进行... 边界元法已广泛应用于解决工程实际问题中,精确高效地计算奇异积分对于求解边界积分方程至关重要。为此,提出了一种基于仿射变换的奇异积分自适应单元细分法,用于解决边界积分方程中的奇异性问题。其基本思想是通过仿射变换对单元进行特征分区,并结合自适应二叉树细分技术生成高质量的积分单元。利用仿射变换和特征分区技术将初始单元划分为细分区域和投影区域,不同区域的单元细分算法分别执行、计算效率高。源点附近的细分子块采用Serendipity积分单元构建,其余积分单元则采用传统积分方法进行计算。与传统单元细分方法相比,该方法具有自适应细分、积分精度高、易于实现等优点。数值算例验证了该文方法具有良好的准确性、鲁棒性和可行性。 展开更多
关键词 边界元法 奇异积分 单元细分 仿射变换 单元分区
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考虑剪切变形影响的新型波形钢腹板组合箱梁挠度计算 被引量:1
14
作者 蔡明昊 刘世忠 +1 位作者 王志鲲 张建功 《计算力学学报》 北大核心 2025年第1期115-121,138,共8页
为得到求解精度高且简便高效的新型波形钢腹板组合箱梁,考虑全截面剪切变形影响的挠度计算方法。以分析新型波形钢腹板组合箱梁箱壁剪应力分布特点入手,利用虚功原理,并引入考虑全截影响的剪切形式因子,将组合箱梁挠度分离为Euler梁理... 为得到求解精度高且简便高效的新型波形钢腹板组合箱梁,考虑全截面剪切变形影响的挠度计算方法。以分析新型波形钢腹板组合箱梁箱壁剪应力分布特点入手,利用虚功原理,并引入考虑全截影响的剪切形式因子,将组合箱梁挠度分离为Euler梁理论挠度与考虑全截面剪切变形的附加挠度,基于能量变分原理建立了全截面剪切变形附加挠度的表达式。制作了新型波形钢腹板组合箱梁实桥缩尺模型,进行了组合梁受集中荷载和均布荷载试验,并运用ANSYS有限元软件建立了组合梁空间有限元模型进行对比分析。试验结果与空间有限元计算结果验证了理论公式的正确性。参数分析表明,剪切变形对新型波形钢腹板组合箱梁挠度影响较大,相对于组合梁翼板,波形钢腹板剪切变形的影响更加突出;翼板剪切附加挠度随高跨比的增大而减小,但始终小于波形钢腹板剪切附加挠度;波形钢腹板剪切附加挠度随着宽跨比的减小而减小,当宽跨比小于0.2时,可忽略波形钢腹板剪切变形的影响。 展开更多
关键词 桥梁工程 波形钢腹板组合箱梁 剪切附加挠度 虚功原理 剪切形式因子
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土石混合体细观数值模拟的弹塑性自适应有限元分析 被引量:1
15
作者 余科 肖映雄 徐亚飞 《应用力学学报》 北大核心 2025年第2期395-404,共10页
在土石混合体的细观弹塑性有限元分析中,为了能有效克服不规则块石附近的应力集中以及更好地捕捉塑性区大的塑性应变、提高塑性区的计算精度,需要采用自适应网格技术,以避免加密网格时的盲目性。采用基于后验误差估计的自适应网格重划... 在土石混合体的细观弹塑性有限元分析中,为了能有效克服不规则块石附近的应力集中以及更好地捕捉塑性区大的塑性应变、提高塑性区的计算精度,需要采用自适应网格技术,以避免加密网格时的盲目性。采用基于后验误差估计的自适应网格重划分算法,并结合Abaqus二次开发,编写了相应的弹塑性自适应有限元Python脚本,实现了土石混合体细观数值模拟的自适应求解全过程。通过将Python脚本应用于几类典型的二维土石混合体细观结构模型的数值模拟,验证了基于网格重划分算法的自适应有限元方法在克服应力集中及更好捕捉塑性区大的塑性应变、提高塑性区计算精度上的有效性和适应性。 展开更多
关键词 细观随机模型 自适应网格重划分 等效塑性应变 应力集中 数值模拟
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量子计算:计算力学的新焦点 被引量:1
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作者 许永春 匡增涛 +2 位作者 黄群 阳杰 胡衡 《力学进展》 北大核心 2025年第2期419-430,共12页
量子计算在算力上有望指数级超越经典计算,然而亟需拓展实际应用场景.计算力学应用场景丰富,但面临多尺度、多物理场、极端环境等问题带来的算力挑战.因此,两者在算力和应用场景上的互补融合式发展前景广阔.本文旨在梳理量子计算在计算... 量子计算在算力上有望指数级超越经典计算,然而亟需拓展实际应用场景.计算力学应用场景丰富,但面临多尺度、多物理场、极端环境等问题带来的算力挑战.因此,两者在算力和应用场景上的互补融合式发展前景广阔.本文旨在梳理量子计算在计算力学中的应用现状,并展望该领域未来的发展趋势. 展开更多
关键词 量子计算 计算力学 算力 计算复杂度
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基于自适应采样的导弹气动数据快速生成技术研究
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作者 付朋真 张克非 +2 位作者 陈江涛 张培红 周桂宇 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期243-248,共6页
导弹气动数据是开展导弹气动外形设计的基础,直接使用CFD计算和风洞试验耗时较长,代理模型能够使用现有少量气动数据来预测其他气动数据,采样方法是影响代理模型精度的主要因素。本文基于现有自适应采样方法提出一种基于最大最小缩放距... 导弹气动数据是开展导弹气动外形设计的基础,直接使用CFD计算和风洞试验耗时较长,代理模型能够使用现有少量气动数据来预测其他气动数据,采样方法是影响代理模型精度的主要因素。本文基于现有自适应采样方法提出一种基于最大最小缩放距离和交叉验证误差的混合自适应采样方法,针对某型导弹设计,通过少量CFD数值计算结果建立了代理模型,对其他状态下的导弹气动数据进行预测。对比随机采样和交叉验证采样算法,通过多个测试函数和导弹气动数据实例测试,该方法在升力系数指标中误差分别降低35.02%和44.08%,在阻力系数指标中误差分别降低了53.16%和45.17%。 展开更多
关键词 气动数据 代理模型 自适应采样 最大最小缩放距离 CFD数值计算
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基于概率地震需求模型与Beta-二项分布的建筑结构预测地震易损性研究
18
作者 徐阳冰 刘骁骁 +2 位作者 彭泽靖 吴子燕 司建辉 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期292-299,共8页
传统地震易损性模型忽略地震激励和结构物理参数等随机不确定性导致的响应统计相关性影响,从而过高评估了结构的抗震性能。为此,提出了基于概率地震需求模型与β-二项分布的贝叶斯预测地震易损性研究方法。首先,采用线性对数回归概率地... 传统地震易损性模型忽略地震激励和结构物理参数等随机不确定性导致的响应统计相关性影响,从而过高评估了结构的抗震性能。为此,提出了基于概率地震需求模型与β-二项分布的贝叶斯预测地震易损性研究方法。首先,采用线性对数回归概率地震需求模型建立工程需求参数与地震强度指标的函数映射关系。其次,采用β-二项分布得到考虑响应统计相关性的模型参数,再通过β-二项分布累积分布函数计算结构的失效概率,基于贝叶斯更新定理推导出结构的贝叶斯预测地震易损性公式。最后,结合K-out-of-N系统理论,提出基于贝叶斯估计的系统预测地震易损性方法论。以某一钢筋混凝土框架结构为算例,通过非线性动力时程分析,获得结构最大层间位移角,采用马尔科夫链蒙特卡洛模拟(MCMC)方法获得更新的地震模型参数,建立不同损伤状态下的结构和系统易损性曲线。结果表明,当结构遭受完全倒塌状态时,结构响应统计相关性的影响显著,考虑EDP统计相关性的地震易损性较传统地震易损性增大,曲线偏上移动。当结构组成系统时,对于各损伤状态,随着IDR的增加,考虑统计相关性时结构的失效概率增加幅度开始增大,后逐渐减小。因此,相比忽略结构响应统计相关性的情形,考虑统计相关性的地震易损性更趋于保守,增加了结构可靠性的安全设计,为工程抗震设计和减少震后经济损失提供更为准确的理论依据。 展开更多
关键词 预测地震易损性 统计相关性 概率地震需求模型 β-二项分布 贝叶斯更新
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基于Whiffletree策略与耦合振动模型的随动支撑头点位布局优化
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作者 董方方 刘钊 +2 位作者 赵晓敏 韩江 黄晓勇 《计算力学学报》 北大核心 2025年第3期362-368,共7页
在薄壁件的随动支撑加工中,支撑头的点位布局会对抑振效果产生显著影响。本文基于Whiffletree布局策略以及刀具-工件-支撑耦合振动模型,建立了以支撑点数和支撑半径作为决策变量的布局优化模型,其中优化指标为振动的幅值与均方根,并通... 在薄壁件的随动支撑加工中,支撑头的点位布局会对抑振效果产生显著影响。本文基于Whiffletree布局策略以及刀具-工件-支撑耦合振动模型,建立了以支撑点数和支撑半径作为决策变量的布局优化模型,其中优化指标为振动的幅值与均方根,并通过结构的干涉与边界条件确立变量范围。进一步地,为处理该优化模型中的偏微分方程约束、不等式约束以及混合整数等问题,制定了以粒子群算法为主导,辅以参数扫描与惩罚函数的复合寻解策略。最后,通过仿真验证了该寻解策略高效可行,同时得到了给定案例下的最优布局参数。该优化模型和寻解策略可给其他具有相似性的物理系统布局优化问题提供一定的借鉴。 展开更多
关键词 随动支撑 布局优化 粒子群 Whiffletree策略 耦合振动
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预应力作用下钢桁腹式混凝土组合梁桥剪力滞效应研究
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作者 刘小伟 杨霞林 +1 位作者 王方旭 李胜 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期300-308,共9页
为分析预应力作用对钢桁腹式混凝土组合梁桥剪力滞效应的影响,基于能量变分原理,考虑钢桁腹杆剪切变形,结合预应力等效荷载法,建立了腹杆斜向布置的钢桁腹式混凝土组合梁桥在直线、折线和曲线预应力布束方式下的剪力滞效应解析解。同时... 为分析预应力作用对钢桁腹式混凝土组合梁桥剪力滞效应的影响,基于能量变分原理,考虑钢桁腹杆剪切变形,结合预应力等效荷载法,建立了腹杆斜向布置的钢桁腹式混凝土组合梁桥在直线、折线和曲线预应力布束方式下的剪力滞效应解析解。同时,利用ANSYS有限元数值仿真验证本文公式的正确性并分析了不同线形单独布束及3种布束方式综合作用下梁体的剪力滞效应。结果表明,本文解析解与ANSYS有限元数值解吻合良好,相对误差绝对值在8.0%以内,利用本文公式可有效计算腹杆斜向布置的钢桁腹式混凝土组合梁桥在预应力作用下的剪力滞效应;偏心直线束在跨中位置剪力滞系数为1,不产生剪力滞效应;折线与曲线布束情况下跨中位置剪力滞效应较为明显,最大剪力滞系数分别约为1.23和1.06;综合布束下梁体剪力滞效应可通过单独布束叠加求得,其跨中截面剪力滞系数最高为1.17,预应力作用引起的剪力滞效应不可忽略。 展开更多
关键词 桥梁工程 钢桁腹式混凝土组合梁桥 预应力等效荷载 剪力滞效应 能量变分法
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