基于过零周期技术的混沌检测系统状态阈值判据研究

使用过零检测手段观察混沌系统在一定时间内的周期数,不同的周期数可以反映系统当时所处的状态,通过周期数判断系统是否进入到大尺度周期态,进而确定系统的混沌态和大尺度周期态的阈值,这在微弱信号检测中是非常关键的一部分。通过仿真可以看出此手段稳定可靠,并且相对传统判别方式具有计算量少的优点,非常适合与工程应用。     

多质点隔震结构数值分析和试验研究

论文首先通过试验研究,证明了隔震结构的基本工作原理,然后介绍隔震结构的精确解和近似解法,并运用数值分析的方法,对隔震和非隔震的周期、频率进行对比,指出近似解也有很高的精确度,不仅在数值上能够满足一定的精度范围,而且计算简单方便,可以用于对结构周期进行预估,从而对实际工程有很重要的指导意义。     

随机粗糙地表的双尺度微波散射模型研究

通过对复杂双尺度自然地表的研究,提出一种新的双尺度(MTSM)粗糙度地表微波散射模型,采用小波包变换的方法将面上的粗糙度(z(x,y))变换到频域进行处理,粗糙度频谱的低频部分代表大尺度分量,高频部分代表小尺度分量,分别用基尔霍夫近似和小扰动模型来模拟大小尺度的粗糙度,考虑到小尺度的粗糙度是叠于大尺度粗糙度之上,模型在计算小尺度粗糙度的后向散射贡献时还考虑了大尺度起伏造成的几何倾斜.MTSM的解为大尺度粗糙度的基尔霍夫解加上几何倾斜修正后的小尺度粗糙度的小扰动解.采用改进的积分方程模型(AIEM)对MTSM做了初步的验证,结果表明:在入射角θi30°,粗糙度较小(kσ=0.586 cm)的时候,MTSM有比较好的精度.     

跨尺度网格识别方法及在防渗墙分析中的应用

为了高效地生成二维比例边界有限元-有限元（SBFEM-FEM）跨尺度耦合网格，提出跨尺度网格识别方法.该方法结合CAD人为可控的特点，对图形线段进行识别、裁剪、整理，生成有效节点与线段；根据节点与线段的拓扑关系以及封闭域的构造，生成合理的多边形比例边界单元或有限单元；最后组装节点与单元信息，输出可以用于数值分析的二维SBFEM-FEM跨尺度耦合网格.为了验证生成SBFEM-FEM跨尺度耦合网格的有效性及计算精度，依托某堤坝工程，对比分析了防渗墙不同网格剖分方法获得的墙体应力变形分布规律及峰值.结果表明，采用常规大尺度有限元网格模拟获得的主应力误差可以超过48%，基于所提跨尺度精细数值网格获得的结果误差不能超过5%，且其网格单元量大幅度降低.跨尺度网格识别方法可以为堤坝工程防渗结构提供有力的支持.     

索结构风雨振的周期运动及混沌运动动力学

研究了带有运动上水线的两个自由度的索结构风雨振动力学模型。对原系统非线性部分进行5阶泰勒展开,得到了简化形式的常微分方程。利用多尺度法分析了索结构风雨振系统,得到了系统具有稳态解的条件,同时利用数值法得到了索结构和水线的运动相图及其随时间变化曲线。通过对系统李雅普诺夫指数的计算,发现了该系统存在倍周期、概周期运动以及混沌运动现象。借助计算机代数语言Mathematica程序研究了参数变化对系统的周期运动和混沌运动的影响。     

一维光子晶体基本周期结构对光子禁带的影响

利用由特征矩阵方法得到的一维光子晶体的反射率计算公式,对具体的一维光子晶体周期结构,计算了在不同的入射角下,P偏振光和S偏振光的反射率随光子晶体基本周期结构光学厚度的变化。计算结果表明,光子禁带是与光子晶体的基本周期结构的光学厚度有关的,对不同的偏振光,光子禁带随光子晶体基本周期结构的光学厚度的变化有所不同。在设计光子晶体时,可以根据需要,通过改变光子晶体基本周期结构的光学厚度来实现对光子带隙的控制。     

多尺度多结构元素的悬浮颗粒物图像边缘检测

针对不同形状结构元素对颗粒物图像边缘的不同感应能力,小尺度的结构元素去噪声能力弱但能较好地检测到边缘细节,以及大尺度的结构元素检测的边缘较粗但去除噪声能力强等特点,提出了一种多尺度多结构元素的数学形态学颗粒物图像边缘检测方法,同时采用不同尺度下的多个结构元素的边缘检测算子,实现颗粒物图像的各种边缘检测。实验结果表明,这种边缘检测方法能有效地滤除噪声,且抗干扰能力较强。     

基于等效小参数法的高阶非线性自治系统周期解的计算

基于等效小参数法基本思想 ,应用分解法原理 ,通过引入逆算符和选择合适的线性与非线性算子 ,提出了一类高阶非线性自治系统周期解的逆算符表达的递推算法 ,并利用Mathematica计算机代数语言开发出相应的软件系统 ,实现了该算法的计算机自动求解 .文中给出了计算实例 ,并将本文算法所得结果与四阶龙格 库塔 (Runge Kutta)数值方法的计算结果作了比较 .实际计算结果表明 ,该算法具有较高的计算精度和较大的普适性 ,是求解一类非线性自治系统周期解的有效方法     

基于等效小参数法的高阶非线性自治系统周期解的计算

基于等效小参数法基本思想，应用分解法原理，通过引入逆算符和选择合适的线性与非线性算子，提出了一类高阶非线性自治系统周期解的逆算符表达的递推算法，并利用Mathematica计算机代数语言开发出相应的软件系统，实现了该算法的计算机自动求解，文中给出了计算实例，并将本文算法所得结果与四阶龙格-库塔(RungeKutta)数值方法的计算结果作了比较，实际计算结果表明，该算法具有较高的计算精度和较大的普适性，是求解一类非线性自治系统周期解的有效方法。     

产品模糊配置与结构变异的多尺度耦合方法

为了实现需求驱动的产品快速响应设计,提出产品模糊配置与结构变异的多尺度耦合方法.将多尺度耦合概念引入产品设计中,研究产品多尺度模糊配置设计、多尺度变异设计以及异构系统的多尺度耦合方法.分析异构系统间信息传递过程中的多尺度特征,将配置设计系统中预定义的产品族按状态空间划分为大尺度、中尺度、小尺度和超小尺度.结构变异设计是将模糊配置的相似实例作为输入,通过拓扑结构的改变,输出满足客户需求的新结构.建立模糊配置与结构变异设计异构系统间的多尺度耦合过程的数学描述,通过多尺度递归融合与驱动,实现产品模糊配置与结构变异设计异构系统间的多尺度耦合.开发了模糊配置与结构变异集成先进设计平台,并在精密塑料注射成型装备的设计开发中得到了应用验证.     

关于场地卓越周期和特征周期的若干讨论

场地卓越周期和特征周期是反映场地动力特性的重要参数,两者均基于频谱分析理论．对卓越周期和特征周期的概念、研究意义及两者之间的关系进行了论述,分析对比了两者在计算原理、研究意义、工程应用及取值等方面的不同,界定了两者的概念．对目前较为常用的计算卓越周期和特征周期的方法,分别进行了分析比较,指出了卓越周期各计算方法的优缺点及适用条件,同时以144条地震波为例分析了特征周期各计算方法的特点及其差异,对场地动力特性的测定具有一定指导意义．     

基于位移的抗震设计中结构方案选取研究

将高层建筑结构的性能水平划分为3个,即使用良好、保证人身安全和防止倒塌,并用层间侧移角予以量化.建立了各类型高层建筑结构在倒三角分布荷载作用下的侧移模式,进而由各性能水平层间位移角限值确定结构目标顶点位移;导出了结构目标顶点位移与等效单自由度体系等效位移的关系式,根据位移反应谱,由等效位移确定结构在各性能水平的目标周期.由初步设计结构的静力弹塑性分析曲线确定结构刚度退化机理,导出结构各性能水平相应的自振周期比例关系,以结构各性能水平自振周期小于或等于目标周期为依据确定结构最优设计方案.算例分析表明,这种计算方法简单可靠,能够确保结构安全、经济.     

等效边界原理及在电磁场计算中的应用

本文提出了一个解算电磁场的新方法,这一方法基于运用数值计算寻求任意边界面上位函数与通量函数之间的关系,界面以外场的影响可以运用上述关系进行等效替换,因而称之为等效边界原理。这一方法对于复杂和大区域场的计算特别有效,因为它们的场域可以被分割为许多小的区域而容易逐一算出,基于这一原理而编制的程序对实例进行了计算,其结果非常令人满意。     

混凝土结构空间多尺度相对湿度值

针对环境作用具有空间分布特性,借鉴空间多尺度环境作用模型框架（包括全局环境、地区环境、工程环境、构件表面环境、内部环境）及其数学模型,对相对湿度进行了空间多尺度研究：在分析空间各尺度上相对湿度的不同影响因素的基础上,由全局环境尺度开始,通过地区环境尺度、工程环境尺度以及构件表面环境尺度上环境因素的逐步调整,最终计算得到混凝土内部的相对湿度值。研究结果表明,采用＂常规统计模型＋空间残差＂的方法,可有效建立地区环境尺度上的相对湿度值与工程环境尺度上相对湿度值的定量关系;混凝土结构构件的表面相对湿度与表面温度有关;实际工程结构应考虑构件表面相对湿度与内部相对湿度之间的不同。     

复合周期光子晶体高阶带边模参量放大与压缩

为了在一维光子晶体中有效地实现光学参量过程,光波之间的Bloch位相匹配是一重要因素,而复合结构光子晶体的高阶带边模也可以同时满足位相匹配和频率匹配.利用一维传输矩阵方法,得到了复合周期结构的线性特征,结果表明:高阶带边模也具有很强的局域特性,从而预见高价带边模也能高效地实现参量放大.利用非线性时域有限差分(NFDTD)数值方法,模拟了一维复合周期结构光子晶体的参量放大过程,数值结果表明,在高阶带边模参与的情况下,信号波在放大的同时实现压缩,并且参量放大的阈值降低.由此可见,对于利用复合周期结构光子晶体实现的参量过程,能够有效利用的频率范围增加了.     

带空化器回转体空化流场研究

为深入研究绕带空化器回转体的空化流场结构,采用试验和数值模拟的方法对带不同尺度空化器回转体的空化流动进行了研究。运用高速全流场流动显示技术获得了不同空化数下绕回转体的空泡形态,运用粒子图像测速技术(DPIV)测量了相应工况下流场的时均速度和时均涡量分布。研究结果表明:空化器尺度对绕回转体空化流动有重要影响,对于自然空化,不同尺度空化器初生空化数不同,空化器越大越有利于空化的产生,并有利于空泡的发展;对于通气空化,在相同通气率下,绕小尺度空化器回转体产生的空泡长度大于绕大尺度空化器回转体的泡长,且绕小尺度空化器回转体容易达到稳定的超空泡状态。这是由于在大空化器后部流动分离明显,存在更加复杂的漩涡运动,从而不容易产生稳定的空泡。在相同通气率和傅汝德数下,绕带不同空化器的回转体形成的空泡形态不同,空泡的脱落方式和周期也不同。     

多尺度结构动力方程及其在损伤识别中的应用

以一个三层框架结构为研究对象，分析了结构发生损伤时其动力参数的变化特征.应用小波变换，推导了多尺度结构动力方程来分析结构动力系统中的损伤识别.面向结构损伤识别，描述了多尺度动力方程能获得更丰富的结构参数变化信息.根据时变动力系统的结构损伤识别数值计算的特点，应用状态空间法来对结构损伤动力过程进行数值模拟.通过不同激励荷载下的损伤数值模拟和损伤时域识别，研究了多尺度损伤识别的两个关键性问题：不同位置的传感器对损伤预警的敏感性；系统输入荷载频率成分对损伤信息分布的影响.所进行的研究对于在基于小波分析的结构健康监测中合理选择传感器位置、采样频率及确定信号分解的尺度数具有理论指导意义.     

多层建筑考虑低周疲劳特性的抗倒塌验算实用方法

通过理论分析和大量数值计算，对作者提出的抗震结构的等效延性破坏准则中诸参数进行统计回归，总结出剪切型结构考虑低周疲劳特性的抗倒塌验算的简化方法，便于工程实际应用。     

多高层悬挂结构地震效应计算分析

对悬挂式结构的地震内力、侧移进行了计算分析，对重力荷载等效系数及顶点附加地震信用系数进行了统计、总结，并用瑞雷法计算了结构的基本周期，得到了一些与普通结构抗震计算不同的规律。     

规则型高层隔震结构实用设计方法研究

从用柔度矩阵表示的频率方程出发,根据上部结构周期、总基底剪力、顶点位移相等的等效准则,推导出可用于规则型高层隔震结构的的三自由度等效模型,并且通过数值模拟给出了模型参数的简化计算公式.总结得出了用于高层隔震结构的实用设计方法,通过工程实例说明了设计步骤.设计实例表明,实用设计法可不依赖于计算机,通过振型分解反应谱法的手工计算,即可对原结构进行隔震设计和验算.