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一种自适应步长的Newmark-β预测校正积分法 被引量：3
1
作者 谢国伟 黄亚宇 《新技术新工艺》 2013年第5期6-8,共3页
提出了一种预测校正算法,采用步长对分法将其改进成可变步长算法,这种改进算法可以使每一步的局部估计误差保持在误差限内,自动调整到经济、有效的步长[1],并给出单步计算流程图。计算实例表明,在相同的计算消耗下,变步长算法的计算精... 提出了一种预测校正算法,采用步长对分法将其改进成可变步长算法,这种改进算法可以使每一步的局部估计误差保持在误差限内,自动调整到经济、有效的步长[1],并给出单步计算流程图。计算实例表明,在相同的计算消耗下,变步长算法的计算精度相对常步长算法有显著的提高。 展开更多
关键词 newmark—β 自适应步长 数值计算 显式法 隐式法
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基于Newmark-β显式直接积分法的三塔斜拉桥非线性地震响应分析 被引量：4
2
作者 喻明秋 祝兵 张斗龙 《西北地震学报》 CSCD 北大核心 2012年第3期245-249,263,共6页
三塔单索面斜拉桥在空间动力行为方面有其独特之处。以济南建邦黄河公路大桥为例,运用有限元方法建立桥梁的空间动力数值分析模型,构建结构特征方程,在频率范围1 600～0cps,频移为1cps基础上运用lanczos法解此方程获得结构空间动力特性... 三塔单索面斜拉桥在空间动力行为方面有其独特之处。以济南建邦黄河公路大桥为例,运用有限元方法建立桥梁的空间动力数值分析模型,构建结构特征方程,在频率范围1 600～0cps,频移为1cps基础上运用lanczos法解此方程获得结构空间动力特性;进而利用拟相对速度反应谱SV和拟绝对加速度反应谱SA之间的数学关系,在大量地震记录中选择与场地特征周期基本一致的波谱,对其峰值加速度和持续时间进行调整后直接输入动力数值模型;采用质量和刚度因子法计算结构各振型阻尼比,以恒载作用下结构受力状态作为初始状态,运用Newmark-β显式直接积分法迭代求解结构动力微分方程组,并取γ≥0.5且β≥γ/2以满足其无条件稳定;考虑恒载作用在地震发生过程中对结构产生的二阶效应,获得非线性地震响应数值解,并由此总结出该类桥型的地震响应一般规律。结果可为该类桥型的抗震设计提供参考。 展开更多
关键词 三塔单索面斜拉桥 动力特性 无条件稳定 二阶效应 newmark-β显式直接积分法
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一维饱和两相介质地震反应的显式积分格式
3
作者 张波 陈学良 +1 位作者 董捷 李铁飞 《地震学报》 北大核心 2025年第4期556-568,共13页
以饱和两相介质土力学模型为基础,建立了一维P波和S波波动的动力方程组。针对该动力方程组,采用伽辽金加权余量法进行空间离散,之后采用中心差分法与纽马克(Newmark)线性加速度法(γ=1/2,β=1/6)相结合的时间步进法进行时间离散,得到了... 以饱和两相介质土力学模型为基础,建立了一维P波和S波波动的动力方程组。针对该动力方程组,采用伽辽金加权余量法进行空间离散,之后采用中心差分法与纽马克(Newmark)线性加速度法(γ=1/2,β=1/6)相结合的时间步进法进行时间离散,得到了求解有限元动力方程的全显式时域逐步积分公式。接着结合透射人工边界求解饱和两相介质近场波动问题,并用内源波动和外源散射两个数值算例对该算法的合理性进行了验证。其中:内源波动算例是将一维柱体在阶跃荷载和正弦荷载作用下的数值解与相应的解析解进行对比,二者计算结果基本一致;外源散射算例是用该数值算法求解饱和半空间的地震响应,计算结果符合弹性波动理论。这足以证明本文推导的显式有限元方法的正确性与有效性,也为求解结构动力方程及波动方程提供了一种有效方法。 展开更多
关键词 饱和两相介质 土力学模型 显式有限元方法 纽马克(newmark)线性加速度法 多次透射人工边界
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实时子结构混合试验中的数值积分方法对比分析 被引量：10
4
作者 孟凡涛 赵建锋 于广明 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2011年第5期60-67,共8页
将CR方法运用到振动台子结构混合试验中,并结合作动器的时滞和外插时滞补偿方法进行了研究。文中将改造的中心差分法、改造的算子分解法、改造的Chang方法、改造的显式Newmark方法均与CR方法进行了对比分析。结果表明,改造的算子分解法... 将CR方法运用到振动台子结构混合试验中,并结合作动器的时滞和外插时滞补偿方法进行了研究。文中将改造的中心差分法、改造的算子分解法、改造的Chang方法、改造的显式Newmark方法均与CR方法进行了对比分析。结果表明,改造的算子分解法的稳定性最差,当不考虑阻尼影响时改造的显式Newmark方法的稳定界限为2,改造的中心差分法与原方法的稳定性无变化,时滞对改造的中心差分法和改造的算子分解法的影响最大,且外插补偿的效果均比其它三种方法差;改造的Chang方法和改造的显式Newmark方法及CR方法经时滞补偿后得到的位移基本与全结构分析得到的位移吻合。建议在振动台子结构混合试验中采用CR方法进行试验,并采用外插补偿的办法解决时滞问题。 展开更多
关键词 子结构混合试验 中心差分法 算子分解法 Chang方法 显式newmark方法 CR方法 时滞
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三角网格谱元法地震波场数值模拟 被引量：18
5
作者 刘有山 滕吉文 +3 位作者 徐涛 刘少林 司芗 马学英 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2014年第4期1715-1726,共12页
谱元法结合了有限元法的灵活性和谱方法的指数收敛性,高效且高精度,是近年来发展的一种重要的地震波场数值模拟方法.经典的谱元法采用四边形(六面体)网格,利用一维Gauss-Legendre-Lobatto(GLL)积分的张量积得到对角的质量矩阵,以大大提... 谱元法结合了有限元法的灵活性和谱方法的指数收敛性,高效且高精度,是近年来发展的一种重要的地震波场数值模拟方法.经典的谱元法采用四边形(六面体)网格,利用一维Gauss-Legendre-Lobatto(GLL)积分的张量积得到对角的质量矩阵,以大大提高计算效率,但是四边形(六面体)网格不能够灵活地刻画复杂的几何模型的弯曲界面.为此,在谱元法中引入三角形(四面体)网格到二维(三维)是十分必要的.不同于经典的谱元法,在非结构化网格中不能使用GLL积分的张量积,使得非结构化网格的谱元法的实现存在着诸多的困难.目前,比较流行的三角网格谱元法,通过使用KoornwinderDubiner(KD)正交多项式,并正交化这些KD多项式构建基函数,同时利用重合的插值节点和积分节点以获取对角的质量矩阵;它所使用的积分点为优化的点集——Fekete点,且这些积分点能与四边形网格完全耦合.相比于四边形,三角网格谱元法能显著提高复杂模型的描述能力,对起伏地表模型有很大优势.本文引入高效的最佳匹配层(PML)吸收边界条件,并通过数值试验将三角网格谱元法与经典的谱元法进行对比研究.相比于经典的谱元法,三角网格谱元法显著缺点为较低的计算精度.对于7阶谱元,为了能够精确地模拟面波,三角网格谱元法需要在每个最短的面波波长内至少有11个采样点,然而经典的谱元法仅需4个采样点,并且前者所需的内存量约为后者的5.5倍. 展开更多
关键词 三角网格谱元法 压缩存储行(CSR)格式 PML吸收边界条件 newmark算法 显式有限元法 Koornwinder-Dubiner多项式 Fekete点
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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
6
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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基于速度的显式等效力控制方法的研究 被引量：7
7
作者 周惠蒙 吴斌 +2 位作者 王涛 David Wagg 戴君武 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期15-22,33,共9页
该文采用等效力控制(EFC)来求解在实时子结构试验中的速度差分方程,采用反馈控制取代数学迭代来求解非线性动力方程。谱半径分析表明,由于准确地模拟了速度响应,结合显式Newmark-?算法的等效力控制方法的稳定界限与系统的阻尼系数无关,... 该文采用等效力控制(EFC)来求解在实时子结构试验中的速度差分方程,采用反馈控制取代数学迭代来求解非线性动力方程。谱半径分析表明,由于准确地模拟了速度响应,结合显式Newmark-?算法的等效力控制方法的稳定界限与系统的阻尼系数无关,在不同阻尼比下稳定界限保持为?=2,具有良好的数值特性。而直接预测速度的中心差分法和采用线性插值模拟速度的平均加速度等效力控制方法,其稳定界限随着系统阻尼比的增大而降低,对于过阻尼结构(阻尼比大于1),原本无条件稳定的平均加速度等效力控制方法变为条件稳定:对于阻尼比为1.05的动力系统,其稳定界限为?=1.45。最后,采用该文方法对安装磁流变(MR)阻尼器的单自由度结构的地震响应进行数值分析,结果表明该文方法能正确跟踪结构速度和位移命令,因而对于速度相关型结构体系,具有良好的适用性和精确性。 展开更多
关键词 实时子结构试验 等效力控制 速度控制 显式newmark-β方法 稳定性
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