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相似文献
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1.
非粘滞阻尼系统时程响应分析的精细积分方法   总被引:1,自引:1,他引:1  
考虑一个具有非粘滞阻尼特性的多自由度系统响应的时程分析问题.该非粘滞阻尼模型假设阻尼力与质点速度的时间历程相关,数学表达式体现为阻尼力等于质点速度与某一核函数的卷积.在利用状态空间方法将系统运动方程转换成一阶的状态方程的基础上,采用精细积分方法对状态方程进行数值求解,得到一种求解该阻尼系统时程响应的精确、高效的计算方法.通过两个数值算例表明,采用该方法得到几乎精确的数值计算结果,而且计算效率有成数量级的提高.  相似文献   

2.
钟万勰院士于1991年首先提出计算矩阵指数的精细积分方法,其要点是2N类算法和增量存储。精细积分方法可给出矩阵指数在计算机意义上的精确解,为常微分方程的数值计算提供了高精度、高稳定性的算法,现已成功应用于结构动力响应、随机振动、热传导以及最优控制等众多领域。本文首先介绍矩阵指数精细积分方法的提出、基本思想和发展;然后依次介绍在时不变/时变线性微分方程、非线性微分方程以及大规模问题求解中发展起来的各种精细积分方法,分析了其优缺点和适用范围;最后介绍了精细积分方法的基本思想在两点边值问题、椭圆函数和病态代数方程等问题的扩展应用,进一步展示了该思想的特色。  相似文献   

3.
基于Hamilton体系下的精细时程积分方法,通过对载荷项进行离散,应用中值法使载荷项在时间步长内为常值,从而将非齐次动力方程转化为齐次动力方程,避免了矩阵的求逆运算;基于积分区间逐次半分的思想实现了任意时间步长的自适应求积。数值算例结果表明:在同等时间步长的非齐次系统中,精细时程积分的最大误差为中心差分法的2.8%,为Newmark法的2.2%,最大求解误差仅为0.029%。这充分说明了本文的离散精细时程积分的自适应求积算法具有很好的收敛性。  相似文献   

4.
针对u-p形式的饱和两相介质波动方程,采用精细时程积分方法计算固相位移u,采用向后差分算法求解流体压力p,建立了饱和两相介质动力固结问题时域求解的精细时程积分方法。针对标准算例,对该方法的计算精度进行了校核。开展了该方法相关算法特性的研究,对采用不同数值积分方法计算非齐次波动方程特解项计算精度的差异进行了对比研究,并对采用不同积分点数目的高斯积分法计算特解项条件下计算精度的差异进行了对比研究。研究结果表明,(1)该方法具有良好的计算精度。(2)计算非齐次波动方程特解项的数值积分方法中,梯形积分法的计算精度最差,高斯积分法、辛普生积分法和科茨积分法都具有较好的计算精度。(3)增加高斯积分点数目对于提高计算精度的作用并不显著。  相似文献   

5.
精细积分方法的评估与改进   总被引:9,自引:1,他引:8  
详细分析了结构动力分析的精细积分方法的稳定性、计算精度,在此基础上提出了对现有精细积分方法的改进策略。算例证实了本文对精细积分方法改进的科学性与可行性。  相似文献   

6.
数值流形方法(NMM)因其特有的双覆盖系统(数学覆盖和物理覆盖)在域离散方面具有独特的优势,而精细时间积分法则具有精度高、无条件稳定、无振荡以及计算结果不依赖于时间步长等特点。发展了用于研究二维瞬态热传导问题的精细积分NMM。结合待求问题的控制方程和边界条件,并基于修正变分原理导出了NMM的总体方程,给出了求解此类时间相依方程的精细时间积分及空间积分策略,选取了两个典型算例对方法的有效性进行了验证,结果表明本文方法可以高效高精度地求解瞬态热传导问题。  相似文献   

7.
TIME PRECISE INTEGRATION METHOD FOR CONSTRAINED NONLINEAR CONTROL SYSTEM   总被引:1,自引:0,他引:1  
IntroductionTheestablishmentofthetimepreciseintegrationmethodprovidesanewwayforthecomputationofdynamicsystems[1].Theabovemethod ,basedonthesimulationrelationbetweencomputationalstructuralmechanicsandoptimalcontrol,wasdevelopedonthebasisofthesubstructura…  相似文献   

8.
结构动力响应精细时程法的并行算法分为两类:基于特解的并行算法和基于直接积分法的并行算法;后者因为不需知道荷载的具体形式而更具应用价值。精细时程法的时程积分由齐次方程的通解和非齐次项的积分构成,基于直接积分法的并行算法很好地并行了非齐次项的积分,而对通解项采用串行计算。设计了一种不均衡步数的负载分配策略,能够减少处理器等待自身初值的时间,相对均衡步数的分配策略,能够获得更高的加速比,给出了相应的证明和算例验证。  相似文献   

9.
IntroductionConsiderthelinearsystemofthemeasurementfeedbackcontrol x=Ax Bw B2 u , ( 1 )y =Cx v ,( 2 )wherexisthen_dimensionalstatevector,yisaq_vectorofmeasurements,uisanm_vectorofcontrolinputs,wandvarel_vector,q_vectorofwhite_noiseprocesswithknownstatisticalprope…  相似文献   

10.
The degeneration of the eigenvalue equation of the discrete-time linear quadraticcontrol problem to the continuous-time one when△t→0?is given first.When thecontinuous-time n-dimensional eigenvalue equation,which has all the eigenvalues located inthe left half plane,has been reduced from the original2n-dimensional one,the present paperproposes that several of the eigenvalues nearest to the imaginary axis be obtained by thematrix transformation A_e=e~A.All the eigenvalues of A_e are in the unit circle,with theeigenvectors unchanged and the original eigenvaiues can be obtained by a logarithmoperation.And several of the eigenvalues of A_e nearest to the unit circle can be calculated bythe dual subspace iteration method.  相似文献   

11.
利用指数矩阵的导数计算来求解一类一阶线性常系数微分方程组对某一设计变量的灵敏度计算问题。对于初值问题,利用指数矩阵的导数,递推得到状态向量的灵敏度;对于线性两点边值问题,通过两点之间的状态向量的导数关系,得到全部初始条件,进而转化为初值问题计算。指数矩阵及其导数阵的高精度计算基于2N类算法,在此基础上可实施灵敏度分析的计算。本文给出了初值和两点边值常微分方程的高精度灵敏度计算方法,计算结果可认为是计算机上的精确解,算例验证了算法的有效性。  相似文献   

12.
The dynamics of a single‐species aerosol composed of droplets in air is described in terms of nucleation, evaporation, condensation, and coagulation processes. We present a comprehensive overview of the Euler–Euler formulation, which gives rise to a model in which fast nucleation that initiates aerosol droplets co‐exists with comparably slow condensation. The latter process is responsible for the subsequent growth of the droplets. To accurately represent the dynamical consequences of the fast nucleation process, while retaining numerical efficiency, a new second‐order time‐integration method for the nucleation, evaporation, and condensation processes is proposed and analyzed. The new time‐integration method takes the form of a ‘corrected Euler forward’ method. It includes rapid nucleation bursts and their possible cessation within a time step Δt. If the current nucleation burst persists for longer than the next time step, it is included fully, whereas cessation of the nucleation burst within the next Δt implies corrections to the effective rates in the algorithm. The identification of these two situations corresponds to the physical mechanism by which nucleation of a supersaturated vapor is halted because of the progressing condensation onto the already formed droplets. The resulting time‐integration method is shown to be second‐order accurate in time, whereas the computational costs per time step were found to be increased by less than 25% compared with the Euler forward method. The new method is also applied in combination with advective transport of the aerosol forming vapor to investigate a front of rapid nucleation. Adopting robust first‐order upwinding for the spatial discretization, we arrive at a flexible method that shows an overall first‐order convergence in Δt. For the full, spatially dependent system motivated by an aerosol of water droplets in air, the computational benefits of the new time‐integration method over the Euler forward scheme, are a factor of about 10 improvements in accuracy at a given Δt and a similar factor in computing time when keeping the same level of accuracy. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

13.
对线性系统模态控制及其时滞补偿进行研究。模态控制分控制全部模态和控制有限模态两种情况 ,时滞补偿采用移相补偿。最后结合算例对两种控制模态下的控制效果和控制有限模态时的时滞补偿进行了数值计算和结果对比  相似文献   

14.
直接从时滞微分方程求解控制律,对时滞线性系统振动主动控制的滑移模态方法进行了研究,并给出了控制具体实现过程。推导出的切换面和控制律表达式中,除了包含有当前的状态反馈外,还包含有前若干步控制的线性组合。算例结果显示,所提控制方法能够较好地控制系统的峰值响应。且能够保证控制系统的稳定性;若按无时滞控制设计对地滞系统进行振动控制,系统响应有可能出现发散。  相似文献   

15.
旋翼气动弹性耦合动力学方程本质上是一组刚性比较大的非线性偏微分方程。在有限元结构离散后,可改写为非齐次微分方程组,其中非齐次项是桨叶运动量(位移与速度)和气动载荷的函数。针对这类方程,本文尝试引入精细积分法及其衍生格式,借助数值方法计算Duhamel积分项。从积分精度与数值稳定性方面比较研究具有代表性的精细库塔法和高精度直接积分法。结合隐式积分算法,评估精细积分法应用于旋翼动力学方程的可行性。算例表明,精细积分法对矩形直桨叶动力学方程具有足够的求解精度。  相似文献   

16.
In this paper, an asymptotic expansion solution of the constitutive equation of hardening materials is presented. Its 1st asymptotic integration can give an approximate one with good enough accuracy and the second asymptotic one improves the precision of solutions further. The steps of its algorithms are fairly simple and clear, and its computational workload is considerably reduced. It can be easily incorporated into a general purpose finite element program.The Chinese original of this article was published in the Chinese edition ofActa Mechanica Solida Sinica, No. 1, 1986.  相似文献   

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