协方差驱动随机子空间算法的梁桥模态参数识别

基于状态空间系统识别理论和算法,对随机子空间识别算法的特性,适用性及其在桥梁模态参数识别中的应用进行了研究。首先由QR分解计算由系统输出组成的Hankel矩阵,并构建基于输出的自协方差Topelitz矩阵,再对该矩阵进行奇异值分解（SVD）,获取系统的可观测矩阵及可控制矩阵,依据协方差驱动的随机子空间算法构建结构离散状态矩阵并进行特征值分解,从而识别结构的模态参数。编制了协方差驱动随机子空间算法识别桥梁结构模态参数的M atlab程序,以某三跨连续梁桥梁的模态参数识别为例,验证了方法的可靠性和可行性。结果证明,协方差驱动随机子空间算法可应用于实际桥梁的模态参数识别中。     

盲重构频域阵列信号的压缩感知水声目标方位估计

针对复杂海洋环境条件下压缩感知水声目标方位估计性能下降的问题,利用盲源分离能够提高信噪比的优势,提出了一种盲重构频域阵列信号的压缩感知水声目标方位估计方法。首先将阵元域信号通过傅里叶变换方法得到多个子带阵列信号;然后对各个子带阵列信号进行复数域盲源分离得到子带解混矩阵和子带分离信号估计,并对子带分离信号进行属性分析和处理;再根据处理后的子带分离信号和子带解混矩阵重构子带阵列信号,对重构的子带阵列信号采用频域压缩感知方法进行空间谱估计,得到各个子带的空间谱;最后将各子带得到的空间谱进行求和,搜索求和后空间谱的峰值则可实现目标方位估计。模拟器数据和海上实测数据验证结果表明,同等条件下该方法的目标检测能力优于经典的最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)方法、频域压缩感知(Compressed Sensing,CS)方法、盲源分离(Blind Source Separation,BSS)与MVDR相结合的方法(BSS+MVDR方法),测向精度更高,明显提高了弱目标信号的空间谱能量,增强了声呐检测弱目标的能力。     

单层正交索网点支式玻璃幕墙自振特性研究

利用ANSYS软件，采用子空间迭代法对单层正交索网的自振特性进行了探讨，并讨论了幕墙自重、拉索截面积、跨度、网格数、拉索预应力等因素对其自振频率的影响，得出了一些有实用意义的结论。     

双严格γ-对角占优矩阵的对角schur补

研究H-矩阵类的子类——双严格γ-对角占优矩阵的对角schur补问题,证明了双严格γ-对角占优矩阵的对角schur补是双严格γ-对角占优矩阵,并用数值例子对所得结果进行了验证。     

基于LS-SVM的高速列车广义非线性模型子空间辨识

针对高速列车动力建模问题,提出了基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的高速列车广义非线性模型子空间辨识方法。先给出描述高速列车单质点力学行为的随机离散非线性状态空间模型,并进一步构建了高速列车广义非线性模型;采用LSSVM回归方法构造广义非线性函数,并运用子空间辨识方法,直接由增广输入、输出数据得到高速列车广义非线性模型参数矩阵。最后对上述模型进行了数值仿真。结果表明:所提出的基于LS-SVM的子空间辨识方法比常规LS-SVM方法、线性子空间方法对列车模型具有更高的预报性能,用于高速列车的建模是有效的,可用于具有非线性、强耦合的高速列车运行过程数学模型的辨识。     

基于随机子空间的桥梁损伤识别

把基于随机子空间算法的模态参数识别引入到梁桥结构损伤识别中.在环境激励下测试结构完好状态和损伤状态的时程响应,建立离散空间时间状态方程,运用随机子空间方法识别出结构的系统矩阵和属性矩阵,识别结构两种状态下的模态参数,由模态参数构建损伤动力指纹,从而识别桥梁结构的损伤位置和损伤程度.     

噪声情况下采用稀疏非负矩阵分解与深度吸引子网络的人声分离算法

为实现噪声情况下的人声分离,提出了一种采用稀疏非负矩阵分解与深度吸引子网络的单通道人声分离算法。首先,通过训练得到人声与噪声的字典矩阵,将其作为先验信息从带噪混合语音中分离出人声与噪声的系数矩阵;然后,根据人声系数矩阵中不同的声源成分在嵌入空间中的相似性不同,使用深度吸引子网络将其分离为各声源语音的系数矩阵;最后,使用分离得到的各语音系数矩阵与人声的字典矩阵重构干净的分离语音。在不同噪声情况下的实验结果表明,本文算法能够在抑制背景噪声的同时提高分离语音的整体质量,优于结合声噪人声分离模型的对比算法。     

单层平面索网幕墙自振特性影响因素分析

利用ANSYS软件，采用子空间迭代法对单层正交索网的自振特性进行了探讨，并讨论了节点质量、拉索截面积、拉索预应力等因素对其自振频率的影响，得到了一些有实用意义的结论。研究结果表明，单层平面索网幕墙结构自振频率密集，具有较强的非线性。     

单层平面索网幕墙自振特性影响因素分析

利用ANSYS软件，采用子空间迭代法对单层正交索网的自振特性进行了探讨，并讨论了节点质量、拉索截面积、拉索预应力等因素对其自振频率的影响，得到了一些有实用意义的结论。研究结果表明，单层平面索网幕墙结构自振频率密集，具有较强的非线性。     

有限层法的特点及应用

本文通过对线弹性地基有限层法的分析,总结了有限层法的一些特点。为方便读者运用有限层法解题,作者给出了刚度矩阵的各项系数。     

A Lanczos-Subspace Method for Generalized Eigenproblems

The Lanczos algorithm produces partial eigensolutions at the two extreme ends of the eigenspectrum. The inverse Lanczos algorithm with shift s? produces partial eigensolutions nearest to the shift. It generates iteratively one Lanczos vector at a time and the elements of a tridiagonal matrix whose eigenvalues approximate the required eigenvalues. The Lanczos vectors are orthogonal and span the same subspace of the required eigenvectors theoretically. Orthogonality of the Lanczos vectors is lost during iteration owing to the attraction of the round-off errors by some initially found Lanczos vectors, and reorthogonalization is required. Full reorthogonalization by the Gram-Schmidt process is expensive and unstable. An economical and stable method of reorthogonalization by subspace iteration is introduced. The Lanczos vectors without reorthogonalization are taken as initial trial vectors in the subspace method to produce the required eigensolutions. The operation counts of the combined method compare favorably with the Lanczos method with full reorthogonalization for the same accuracy of solutions. Application of the Sturm sequence check is recommended to make sure that no solutions are missed in the required spectrum.     

CPU-GPU混合计算构架在岩土工程有限元分析中的应用

计算机技术的快速发展促进了岩土工程数值模拟技术的进步和有限元仿真技术的应用。对于三维有限元建模,有限元离散所获得的线性方程系统规 模较大,这些线性方程系统的求解通常支配着整个有限元计算的时间。为了提高有限元求解的效率,需要采用先进的基础迭代算法和高性能计算构架。使用 性价比较高的GPU计算硬件对目前流行的预处理Krylov子空间迭代法进行了加速,重点研究了GPU对Krylov子空间迭代过程中矩阵矢量乘积的加速效果。由于 预处理迭代方法的计算性能依赖于计算构架,采用数值算例对几种流行的预处理迭代方法在不同计算构架下的计算性能进行了评测,对在不同计算构架下采 用何种预处理迭代方法给出了相应的建议。     

A constrained finite strip method for open and closed cross-section members

In this paper, the constrained finite strip method (cFSM) is improved by simplifying the derivation of the constraint matrix which defines the combined buckling mode space formed by global and distortional modes. In the context of the FSM, only two assumptions are made to define this particular and complex subspace: (i) cylindrical plate bending (if any) and (ii) negligible in-plane transverse strains and shear strains. The constraint matrix is derived by means of procedures commonly used in numerical methods, such as FEM or FSM. This led to a simple and systematic formulation which allowed the cFSM to compute pure buckling modes for members with open and closed thin-walled cross-sections.     

基于环境激励测试的开元寺塔动力性能分析

采用环境随机激励技术对定州开元寺塔的动力特性进行现场测试，提出一种新的空间测点布置方案——同向平行测试法，利用该方法可以对开元寺塔平动及扭转模态分量进行有效测量。基于现场实测数据，结合Welch自功率谱密度法和随机子空间法得到砖塔的自振频率、振型等参数，并反演推算出砖塔结构的层间刚度。研究表明砖塔东北侧新砌筑结构层间刚度普遍大于东南侧旧塔体结构，随着高度的增加砖塔的层间刚度逐渐减小。基于动力测试分析数据，建立并修正了ABAQUS有限元模型。有限元模型模态分析结果与实测结果对比误差较小，说明模型较为可靠，可以为古塔的后续动力响应分析提供数值模型。     

隧道锚喷参数优选正交有限元强度折减分析

将有限元强度折减法与正交验设计相结合,用于嵩山隧道锚喷支护参数的优化,根据不同参数取值水平条件下有限元强度折减法计算的安全系数优选最佳锚喷支护参数,为工程设计和施工提供了理论指导.     

析因试验在某矿体开采参数优选中的应用

结合某铁矿开采中提高开采上限的问题,运用正交有限元试验的方法设计析因试验方案,对影响围岩稳定性的矿体开采参数进行了分析,根据计算结果的正交统计分析,得出各参数对采场围岩稳定性影响程度的大小,并为工程设计提供理论指导。     

Orthogonal meshless finite volume method in elastodynamics

In this paper, the orthogonal meshless finite volume method (OMFVM) is developed to solve elastodynamic problems. Convergence and stability of the new method is verified. Good convergence and stability are achieved. This method is applied to some examples; the performance of the OMFVM is illustrated.     

Orthogonal meshless finite volume method in elasticity

An orthogonal meshless finite volume method has been presented to solve some problems in elasticity. An orthogonal weighted basis function is used to construct shape function so there is no problem of singularity in this new form. High computational efficiency and precision are other benefits of the method. Solving some sample problems of thin-walled structures show a good performance of this method.     

基于环境激励的连续梁桥挠度评定方法研究

为研究基于环境激励的在役连续梁桥承载能力评定方法的可行性,根据《公路桥梁荷载试验规程》设计桥梁静载试验方案,利用随机子空间法测量识别桥梁在环境激励下的模态参数,结合桥梁有限元模型提取集中质量矩阵,对桥梁实测模态振型进行质量归一化,识别桥梁的实测位移柔度矩阵,预测桥梁在静力荷载作用下的实测模态挠度,最后结合规范对桥梁承载能力进行评定。以4跨连续梁桥为实例建立损伤桥梁有限元模型,基于有限元数值模拟环境激励,预测了该连续梁桥的柔度矩阵和试验荷载下的模态挠度,并与初始无损桥梁的理论设计挠度进行对比,计算了静载试验校验系数。结果表明:各测点挠度的最大相对误差不超过6%,基本满足工程精度要求,根据规范判断该损伤桥梁承载能力不满足设计要求; 该方法能够准确评估既有桥梁的承载能力,基于环境激励的连续梁桥承载能力评定方法具有较强的有效性和可行性。     

有限集合上关系的矩阵描述

利用关系矩阵给出有限集合X上二元关系的运算及性质的矩阵描述,讨论了X上特殊关 系的矩阵条件.