一类洪水预报的非线性时序模型——指数自回归模型

作为雨洪系统的输出－洪水时间序列，它包含了系统中各种变量的过去信息，同时蕴含着大量关于系统演变的规律和趋势，这样的时间序列往往是不可逆的，非性线相依的偏态序列，并且存在着广泛的频幅相依特性，在进行洪水预报时，传统法多采样用线性技术，但预报精度不理想，因此要提高预报精度，有必要考虑洪水的非线性特性，基于此，本文用指数自回归模型进行洪水预报研究，实例分析表明该模型可提高洪水预报精度。本文的尝试工作为洪     

考虑流域湿度的非线性扰动模型及其在流域洪水预报的应用

本文探讨了降雨－径流过程的非线性问题，为了改善洪水预报精度，提出了一种考虑流湿度的非线性扰动模型，它是一种水文系统方法，不仅可以考虑流域的水文季节信息，而且描述了整体非线性的产流和汇流，运用中国和美国等国家十个典型流域资料进行逐日降雨径流预报检验，说明本文提出的非线性振动模型方法明显优于现行的各种线性系统方法。     

利用结构化神经网络识别振动系统非线性特性

本文提出了振动系统非线性特性识别的结构化神经网络方法。与传统的前馈神经网络不同的是，该法把系统分为线性和非线性两部分，学习得到的神经网络可以单独识别出系统非线性模型，而不是线性与非线性综合在一起的模型。本文将其应用于振动系统非线性特性的识别。实例表明该方法是可行的。     

局部非线性刚度阻尼系统参数识别的一种新方法

研究了具有平方非线性刚度和平方非线性阻尼的两自由度局部非线性振动系统，采用空间法来识别该系统模型的参数。利用该方法对非线性频响函数进行估计，并利用最小二乘法对模型的非线性刚度系数和非线性阻尼系数进行了优化，实验结果表明了该方法的可行性，在识别和优化汽车等局部非线性系统的物理参数方面具有一定的参考价值。     

洪水演进模型及冲击荷载数值分析

根据Saint-Venant方程组显式差分格式,在考虑底坡、水流阻力的基础上,推导了溃坝溃堤的一维洪水演进模型,该模型能够计算不同时刻、不同地段洪水演进过程中水深、流速等。在洪水演进模型的基础上,根据洪水演进的水深、流速和冲击时间,将一元非恒定流能量方程与洪水演进的解析解相结合,推导出一维洪水冲击荷载的计算公式。该模型能够较好地计算不同时刻、不同地段和不同高度处洪水冲击面的冲击荷载,冲击荷载随水深呈线性变化,且与上游静水位、距溃口的距离、冲击面高度、冲击时刻等参数有关。最后,对某算例进行了数值分析,计算了三种工况下的冲击荷载,并探讨了冲击荷载的变化规律。     

应用Hilbert变换判断框架结构非线性的方法

研究了在地震作用下应用Hilbert变换判断框架结构非线性的方法。提出利用结构频率响应函数幅值曲线和其Hilbert变换后幅值曲线的均方误差值作为衡量结构相对非线性程度的指标，并研究了该指标与输入地震波峰值之间的关系。建立了基于Bouc-Wen模型的框架结构非线性反应计算模型，在考虑测量噪声影响的情况下利用此模型对不同峰值地震作用的框架结构进行了数值仿真分析。结果表明，运用Hilbert变换可以有效地判断结构的非线性状态，所提出的均方误差指标能较准确地确定结构的相对非线性程度，该方法在结构的振动控制和健康监测中具有一定的参考价值。     

磁流变阻尼器的非线性参数模型

根据磁流变阻尼器阻尼力特性的试验结果，建立了非线性参数模型。该力学模型由改进的Bingham单元（库仑摩擦单元与非线性粘滞单元并联）、非线性弹簧单元和质量单元串联而成。非线性参数模型能够很好地模拟阻尼力的滞回特性，对小速度时的阻尼力-速度关系也能很好地描述。模型中各参数物理意义明确，参数理和口描述了阻尼力分别与速度和位移的非线性关系。     

迟滞与蠕变耦合压电系统的建模及补偿方法

为了准确地描述压电驱动定位平台复杂的非线性特性，在经典Hammerstein结构模型基础上串联分数阶算子，提出了一种耦合迟滞、动力学和蠕变的非线性数学模型。其中该模型的蠕变、迟滞非线性特性分别采用分数阶算子和PI模型来描述；机械动力学特性使用二阶离散传递函数表示。此外，考虑了耦合模型的参数辨识问题，并通过压电驱动定位试验平台对所提耦合模型进行了验证。在1～100 Hz的正弦波输入电压信号作用下，与不考虑蠕变特性的Hammerstein结构模型相比，该耦合模型在均方根误差指标降低了27%以上，相对误差指标下降了约50%。该试验结果充分表明了所提耦合模型的有效性。在模型建立的基础上设计了逆蠕变和迟滞模型对系统进行前馈补偿，并结合PID控制算法对系统的性能进行调节。仿真结果验证了该复合控制方案在低频和混合频率输入信号下具有良好的跟踪效果。     

分缝结构的非线性响应分析

本文给出了模拟结构分缝张开和闭合的有限元模型，该模型可以模拟缝面初始压力、抗拉强度的影响，且具有形成方便，适用范围广等优点；文中导出了非线性有限元的计算公式，编制了相应的非线性有限元程序，并对两个块体接触问题和一个分缝拱肋结构的非线性动力响应进行了计算，研究了不同接缝参数、不同初始压力及基座是否设缝对结构非线性响应的影响，给出了有关结论。     

遗传算法在非线性回归模型辨识中的应用

对遗传算法在非线性回归模型辨识中的应用进行了探讨，切削温度回归模型辨识的实例表明，该方法是有效的。     

改进生成对抗网络及其在结构非线性模型修正中的应用

提出改进生成对抗网络（Generative Adversarial Network，GAN）并在结构非线性模型修正中成功应用。在改进的GAN中，通过引入代理模型的方式，增强网络判别器对非线性结构各节点响应关系特征的学习能力；为避免传统GAN存在的梯度消失问题，使用跳跃连接和密集连接等方式加强网络层之间的信息交流，并且通过引入组合目标函数，构建模型输入响应与输出参数之间的映射关系实现网络训练。在进行结构非线性模型修正时，结构的动力响应作为网络模型的输入，训练好的GAN模型能够根据输入数据的特征，输出非线性模型参数的最优值，从而实现结构非线性模型修正。通过对地震荷载作用下的12层钢筋混凝土框架结构进行数值模拟，验证了方法的可行性，并通过对比基于卷积神经网络的非线性模型修正结果，验证所提方法的优越性；最后进一步结合地震荷载作用下的悬臂铝梁振动台实验，验证了该非线性模型修正方法的可靠性。     

复杂非线性隔冲减振系统计算分析

基于结构动力学理论，提出了一种用于分析计算复杂非线性隔冲减振系统的双模型两步计算法。该方法将冲击振动分成2个阶段：冲击作用阶段和自由振动阶段。冲击作用阶段，采用两自由度模型进行响应计算，该两自由度模型可有效地解决基础冲击输入问题；自由振动阶段，采用单自由度模型进行响应计算，设备在该阶段以冲击终了时刻的速度和位移为初始条件进行振动。文中还对一个典型的复杂非线性系统的冲击过程进行了数值计算．该方法亦可用于线性隔冲减振系统的计算分析．     

考虑流固耦合的大柔性圆柱体涡激振动非线性时域模型

基于流固耦合的涡激升力模型和Morison方程,提出了一个非线性的圆柱体涡激振动时域分析模型。该模型不仅考虑了脉动拖曳力诱发的顺流向涡激振动,而且考虑了横向的流固耦合问题。该模型物理意义清楚,其非线性包括流体阻尼的非线性性质和涡激升力与圆柱体响应的相关性,这些非线性性质是该模型区别于现有涡激振动分析模型的主要特征。分析表明,该模型较好地反映了圆柱体涡激振动的本质,与现有的商业软件吻合较好。     

装配式结构先,后浇混凝土界面非线性有限元分析

本文合理地建立了装配式钢筋混凝土结构非线性有限元分析中，先，后浇混凝土相交界在剪力传递的力学模型，实现了先，后浇混凝土界面之间相互作用的模拟，依据该模型编制的非线性有限元程序对完成的装配式结构计算分析表明，计算结果与试验数据吻合良好。     

考虑沉积河谷非线性放大效应的空间相关多点地震动模拟

提出了一种考虑土体非线性特性的沉积河谷空间相关多点地震动模拟方法，该方法结合了合理的谱密度函数、相干函数以及考虑土体非线性和场地散射效应的位移幅值比。其中，场地非线性位移幅值比由有限元——间接边界元耦合的等效线性化法计算，并以V形半满河谷模型为例验证了该方法的合理性与可行性。计算结果表明：同线性模型结果相比，考虑土体非线性后，地面运动加速度时程峰值减小，反应谱卓越周期有所延长，且变化幅度与覆盖层厚度有关。覆盖层越厚，变化幅度越大，非线性效果越显著。该文研究可为河谷场地大跨度工程结构抗震设防提供重要方法和科技支撑。     

应用最优化方法辨识指数自回归模型

本文研究应用非线性最优化原理辨识指数自回归模型的方法，以Ｎｅｗｔｏｎ一维搜索和线性回归法为基础，提出一种改进的坐标轮换算法，交替地估计模型的线性和非线性参数。实例表明，该算法对指数自回归模型具有良好的辨识效果。     

确定性疲劳累积损伤理论进展

著名的Miner-Palmgren线性累积损伤理论的提出已有70余年，但由于疲劳问题的复杂性，迄今为止还没有一个模型的工程应用价值能与该理论媲美。疲劳累积损伤理论仍在发展与完善中。文章根据疲劳损伤与疲劳累积损伤理论的特点，将确定性疲劳累积损伤理论分成两大类，即线性累积损伤理论和非线性累积损伤理论，并将主要的非线性累积损伤理论分成五类：a. 基于损伤曲线法的非线性累积损伤理论；b. 基于材料物理性能退化概念的非线性累积损伤理论；c. 基于连续损伤力学概念的非线性累积损伤理论；d. 考虑载荷间相互作用效应的非线性累积损伤理论；e. 基于能量法的非线性累积损伤理论。文章分析了每一类模型中有代表性模型的物理背景，回答了模型在疲劳累积损伤理论中存在的主要问题，简要评述了模型的优缺点，讨论了确定性疲劳累积损伤理论的几个关键问题。     

利用序贯非线性最小二乘技术识别隔震支座模型的参数

为了研究隔震橡胶支座的力学特性,采用简化的Wen模型分析隔震支座的非线性动力行为,并用实验方法测试得到了该模型的力学相关参数。鉴于该模型具有高度的非线性,传统的参数识别方法不再适用,根据非线性系统状态参数估计理论,利用序贯非线性最小二乘方法估计该迟滞模型的非线性参数。该方法具有输入量少、计算精度高、易于实现的优点。通过进行两种地震波激励下的振动台实验,分析结果表明,这种简化的Wen模型能够模拟隔震支座的动态力学行为,而且应用该方法得到的隔震支座的模型参数与实际值比较一致,从而证明了该方法在橡胶隔震支座检测和健康状态评估中的有效性。     

非线性系统载荷识别的最小二乘支持向量机法

为解除载荷识别问题对原系统先验知识的依赖，本文提出采用最小二乘支持向量机（Least squares support vector machine，LS-SVM）对非线性系统进行逆模型辨识，随后在该逆模型基础上利用工作状态的响应数据识别时域载荷。通过对某一非线性系统的稳态和非稳态激励的仿真计算，验证了该方法的有效性。仿真结果表明LS-SVM能够辨识出可靠的非线性系统的逆模型，进而反演出较精确的时域载荷。该方法不需要了解系统的数学模型及参数，只需少量训练样本即可，因此该方法能够应用于工程实践中。     

行蓄洪区型流域洪水模拟

本文建立了行蓄洪区型流洪水模型，较好地解决了无资料地区径流如何流入干流以及如何将河网一维水流模拟与行蓄洪区二维水流模拟耦合统一求解的问题，模型具有稳定，通用、可移植性等特点，最后以淮河中下游段为试验区，进行了洪水还原计算，结果令人满意。