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多自由度混联Ⅰ型惯容减震系统地震响应分析

振动与冲击 2023年第22期42卷 19-28页

作者：李创第王瑞勃江丽富葛新广广西科技大学土木建筑工程学院广西柳州545006 柳州工学院土木建筑学院广西柳州545616

针对惯容系统在多自由度结构中的应用和布置方案研究不足的问题,提出多自由度惯容系统响应频域解及谱矩的计算方法,并基于响应频域解及谱矩表达式确定了惯容系统的布置方案。通过引入状态变量将结构运动方程和混联Ⅰ型惯容系统的微分型... 详细信息

针对惯容系统在多自由度结构中的应用和布置方案研究不足的问题,提出多自由度惯容系统响应频域解及谱矩的计算方法,并基于响应频域解及谱矩表达式确定了惯容系统的布置方案。通过引入状态变量将结构运动方程和混联Ⅰ型惯容系统的微分型本构关系转化为用矩阵形式表示的状态方程,进而推导了结构位移、速度、层间位移角等系列响应的频域统一解。然后,将响应功率谱转化为二次分解式(圆频率与复特征值平方和倒数的线性组合形式),并将其代入谱矩的定义式,获得了位移、速度等系列响应的0~2阶谱矩。最后,以一栋18层的结构为例,验证了所提封闭解的正确性;分析了复振型个数对结构响应精度的影响;确定并探究了惯容系统在多层结构中布置方案的可行性。结果表明:所提谱矩的封闭解正确适用;高阶振型对结构响应的影响较弱,考虑前若干振型可达到较高的计算精度;所提惯容系统布置方案具有简单易行且效果良好的特点。

关键词：混联Ⅰ型惯容系统随机地震响应二次分解法 0~2阶谱矩布置方案

非平稳地震激励下惯容耗能结构动力响应解析法

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振动工程学报 2023年

作者：李创第王瑞勃葛新广江丽富广西科技大学土木建筑工程学院柳州工学院土木建筑工程学院

针对惯容减震系统在非平稳地震激励下动力响应的研究不足的问题，提出设有混联Ⅰ型惯容减震系统的多自由度耗能结构动力响应时变方差的解析解法。根据惯容减震系统的本构关系、结构的动力方程及非平稳地震激励，综合利用复模态法和虚拟... 详细信息

针对惯容减震系统在非平稳地震激励下动力响应的研究不足的问题，提出设有混联Ⅰ型惯容减震系统的多自由度耗能结构动力响应时变方差的解析解法。根据惯容减震系统的本构关系、结构的动力方程及非平稳地震激励，综合利用复模态法和虚拟激励法，将惯容耗能结构解耦为一阶系统，以便获得结构位移、速度、层间剪力等响应量的统一解。采用二次式分解法将统一解的时变功率谱密度函数转化为惯容耗能结构复模态特征值、模态系数、时变模态强度系数和含有圆频率平方项的二次式乘积的线性组合。在此基础上，利用非平稳模态谱矩在无限积分区间有解析解的特征，推导出非平稳地震激励下耗能结构响应时变方差的解析解。通过基于突加型白噪声激励的结构动力分析和框架结构基于突加型Kanai-Tajimi激励的动力分析，证明了所求动力响应功率谱及时变方差的有效性，分析了惯容系统参数对减震效果的影响。所提方法可适用于线性结构在其他非平稳调制函数的地震动下的响应分析。

关键词：惯容减震系统非平稳地震激励功率谱二次式分解法时变方差解析解法

混联Ⅰ型惯容系统基于李鸿晶谱的地震响应分析

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计算力学学报 2023年第6期40卷 928-935页

作者：李创第王瑞勃江丽富葛新广广西科技大学土木建筑工程学院柳州545006 柳州工学院土木建筑学院柳州545616

针对设有混联Ⅰ型惯容系统的耗能结构基于李鸿晶谱的响应分析较为繁琐的问题,提出求解地震响应的简明封闭解法,并研究了惯容系统基本参数对减震性能的影响。首先,建立惯容系统和结构之间的微分型本构关系,并运用复模态法和虚拟激励法获... 详细信息

针对设有混联Ⅰ型惯容系统的耗能结构基于李鸿晶谱的响应分析较为繁琐的问题,提出求解地震响应的简明封闭解法,并研究了惯容系统基本参数对减震性能的影响。首先,建立惯容系统和结构之间的微分型本构关系,并运用复模态法和虚拟激励法获得结构系列响应的统一解。其次,将结构系列响应的功率谱密度函数精确转化为复特征值及结构自振频率平方和表示的二次分解式,进而获得响应0阶~2阶谱矩的简明封闭解。最后,通过数值算例验证了所提方法的正确性及计算的高效性,对惯容系统参数的研究表明,当惯容系数和阻尼系数越大,结构减震效果越好,而刚度系数对结构的减震效果取决于惯容系统名义圆频率与结构自振圆频率的比值,当两者比值为0.9时减震效果最好。

关键词：混联Ⅰ型惯容系统二次分解封闭解 0阶~2阶谱矩减震效果

单自由度混联Ⅱ型惯容系统随机地震动响应分析

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应用数学和力学 2023年第3期44卷 260-271页

作者：李创第江丽富王瑞勃葛新广广西科技大学土木建筑工程学院广西柳州545006 柳州工学院土木建筑工程学院广西柳州545616

提出了基于Clough-Penzien谱的混联Ⅱ型惯容结构地震动响应封闭解的计算方法,并基于所提方法研究了单自由度混联Ⅱ型惯容结构的减震性能及影响因素.首先,建立混联Ⅱ型惯容结构的运动方程,获得了结构位移与惯容出力等结构响应频域解的统... 详细信息

提出了基于Clough-Penzien谱的混联Ⅱ型惯容结构地震动响应封闭解的计算方法,并基于所提方法研究了单自由度混联Ⅱ型惯容结构的减震性能及影响因素.首先,建立混联Ⅱ型惯容结构的运动方程,获得了结构位移与惯容出力等结构响应频域解的统一表达式.其次,基于有理式分解与留数定理分别获得了频率响应特征值函数与Clough-Penzien谱的二次正交式,进而获得了结构响应功率谱的二次正交式.最后,得到了结构与惯容随机地震动响应0~2阶谱矩的简明封闭解.利用所提方法和虚拟激励法分别对一算例进行分析,验证了所提方法的正确性;同时,利用所提方法分析了惯容各参数对结构抗震性能的影响.研究表明:该文方法获得的响应解为封闭解,在计算效率与计算准确性上都优于虚拟激励法.当μ_(ω)不变时,随着μ_(m)与μ_(ξ)增大,减震性能增强;当μ_(ω)=1时,对减震性能的影响最大.

关键词：惯容 Clough-Penzien谱二次正交化谱矩封闭解

基于2D+t势流方法的滑行艇静水姿态预报研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 71-75页

作者：邵文勃马山张益凡哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了预报滑行艇在静水中的运动姿态及垂向力分布情况,采用2D+t势流方法,将滑行艇直航问题转化为二维剖面入水砰击问题,建立滑行艇静水运动姿态的时域预报模型.对滑行艇剖面入水砰击载荷采用MLM(改进Logvinovich模型)砰击模型进行计算,... 详细信息

为了预报滑行艇在静水中的运动姿态及垂向力分布情况,采用2D+t势流方法,将滑行艇直航问题转化为二维剖面入水砰击问题,建立滑行艇静水运动姿态的时域预报模型.对滑行艇剖面入水砰击载荷采用MLM(改进Logvinovich模型)砰击模型进行计算,并针对2D+t理论对滑行艇静压力及首尾部水动力三维效应预报的不足之处进行了改进.针对滑行艇约束模,改进2D+t方法得到的垂向力沿船长方向分布情况能够与三维黏流CFD(计算流体力学)结果符合较好;针对自由模,改进2D+t方法得到的运动姿态能够与模型试验结果符合较好,证明了改进2D+t方法对滑行艇在静水中的水动力问题具有较好的预报精度.

关键词：滑行艇 2D+t方法 MLM砰击模型静水姿态势流理论

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条带状铁建造消失之谜:铁-硅互层机制研究进展与展望

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地学前缘 2024年第1期31卷 111-126页

作者：王瑞敏沈冰北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

条带状铁建造(banded iron formation, BIF)是指以铁-硅韵律层结构为特征的化学沉积岩。BIF不仅是重要的铁资源,也是记录早期地球演化、早期微生物活动和大气-海洋氧化还原状态的重要载体。BIF的出现和消失与重要环境事件的演变密切相关... 详细信息

条带状铁建造(banded iron formation, BIF)是指以铁-硅韵律层结构为特征的化学沉积岩。BIF不仅是重要的铁资源,也是记录早期地球演化、早期微生物活动和大气-海洋氧化还原状态的重要载体。BIF的出现和消失与重要环境事件的演变密切相关。BIF在>3.8 Ga首次出现,并在第一次大氧化事件前大量形成,在1.8~0.8 Ga沉积中断,而在成冰纪雪球地球冰期中复现,最终消失在显生宙的氧化海洋中。传统模型认为BIF的出现与消失主要受控于海洋中Fe(Ⅱ)离子的含量。在1.8~0.8 Ga期间,构造-岩浆-热液活动减弱,海洋氧化还原剧变(氧化/硫化)导致海水中的Fe(Ⅱ)被大量耗尽,BIF消失。然而,地球化学证据表明中元古代深海区域仍处于铁化状态,即Fe(Ⅱ)可以稳定存在的氧化还原状态;沉积学证据也表明中元古代仍有大量的铁岩沉积。这些富铁沉积的大量出现,表明中元古代的海洋仍具有沉积铁岩/富铁层的条件,只是不再出现BIF这种“铁-硅互层”的韵律沉积。因此,BIF在1.8~0.8 Ga的沉积中断并不是由Fe(Ⅱ)耗尽造成的,而很可能与海水中铁-硅循环变化导致“铁-硅互层”沉积模式的改变有关。本文对BIF的地质学特征进行了概述,深入探讨了BIF中富铁-富硅层的沉积模式,并从Fe(Ⅱ)的来源差异和Fe(Ⅱ)的氧化差异及Fe(Ⅲ)的保存差异3方面全面综述了BIF “铁-硅互层”机制的研究进展。在此基础上,尝试找出解决中元古代BIF消失之谜的可能方向。最后,对BIF的成因机制所承载的前寒武纪铁-硅生物地球化学循环、早期地球演化过程和早期生命信息等方面提出展望。

关键词：条带状铁建造铁循环硅循环韵律层沉积前寒武纪

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基于冲击Hugoniot关系的爆压性质和不确定度量化

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兵工学报 2024年第5期45卷 1673-1680页

作者：梁霄王瑞利山东科技大学数学与系统科学学院山东青岛266590 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

精确评估炸药冲击Hugoniot参数的可信区间,有效量化冲击起爆、状态方程等唯象模型的不确定度,提高模型的鲁棒性和可靠性,会极大地降低爆压标定的成本。利用线性回归拟合方法得到冲击Hugoniot参数,采用参数估计法推导出Hugoniot参数的置... 详细信息

精确评估炸药冲击Hugoniot参数的可信区间,有效量化冲击起爆、状态方程等唯象模型的不确定度,提高模型的鲁棒性和可靠性,会极大地降低爆压标定的成本。利用线性回归拟合方法得到冲击Hugoniot参数,采用参数估计法推导出Hugoniot参数的置信区间,使用国内试验数据确认方法的有效性。在合理假设的基础上,结合Chapman-Jouguet理论和冲击Hugoniot关系,导出爆压与装药厚度、冲击波走时、初始密度、Hugoniot斜率和0-压声速之间的函数关系式。分别用对数正态分布和Beta分布表征输入不确定度,通过Rosenblatt变换将输入不确定度转化成相互独立的标准正态分布,使用自适应基函数多项式混沌不确定度传播量化方法,给出了爆压的概率密度函数和置信区间。研究结果表明,爆压与样品厚度、爆轰走时、爆速具有拟单调性,在特殊前提下证实了前人的判断。应用于PBX9502炸药,发现给出的置信区间较宽,与试验专家的先验论断吻合。该研究发展了一套有效量化爆轰不确定度的传播量化方法,为发展可信、强预测能力爆轰模拟软件提供了技术支撑。

关键词：冲击Hugoniot关系不确定度量化爆压 Chapman-Jouguet理论自适应基函数多项式混沌拟单调性

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铁路路基动力响应的2.5D有限元方法研究现状及展望

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岩土力学 2024年第1期45卷 284-301页

作者：王瑞胡志平长安大学建筑工程学院陕西西安710061

作为一种频域计算方法,2.5D有限元具备计算效率高、内存占用小等优势,同时也存在诸多局限。经过20余年的发展,2.5D有限元方法已经具备了描述复杂土体本构关系和复杂路基几何特征条件下铁路路基动力响应的能力。荷载输入方法、建模策略... 详细信息

作为一种频域计算方法,2.5D有限元具备计算效率高、内存占用小等优势,同时也存在诸多局限。经过20余年的发展,2.5D有限元方法已经具备了描述复杂土体本构关系和复杂路基几何特征条件下铁路路基动力响应的能力。荷载输入方法、建模策略和波动吸收边界的持续优化使得2.5D有限元方法的精度不断提高,二维插值方法则为进一步提升计算效率提供了思路。目前,2.5D有限元已经成为铁路路基动力响应研究中的常用方法。为了理清铁路路基动力响应2.5D有限元方法的发展脉络,分别从荷载输入、路基系统、响应输出和计算精度及效率的提升方面总结了其发展现状,介绍了2.5D有限元在发展过程中遇到的瓶颈问题及解决对策。在此基础上,针对算法的精度和效率、研究的对象和内容进行了进一步的讨论和展望。

关键词： 2.5D有限元方法铁路路基动力响应建模吸收边界二维插值

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基于多尺度特征解析的放射学报告生成方法

北京大学学报（自然科学版） 2024年第1期60卷 71-78页

作者：王瑞梁建国花嵘山东科技大学计算机科学与工程学院青岛266590

在使用深度学习模型自动生成放射学报告时,由于数据的极度不平衡,当前的模型难以识别异常区域特征,从而导致对疾病的错判与漏判。为了提升模型对疾病的识别能力,提高放射学报告的质量,提出使用多尺度特征解析Transformer(MFPT)模型来生... 详细信息

在使用深度学习模型自动生成放射学报告时,由于数据的极度不平衡,当前的模型难以识别异常区域特征,从而导致对疾病的错判与漏判。为了提升模型对疾病的识别能力,提高放射学报告的质量,提出使用多尺度特征解析Transformer(MFPT)模型来生成放射学报告。构建一个关键特征强化注意力(KFEA)模块,以便加强对关键特征的利用;设计一个多模态特征融合(MFF)模块,以便促进语义特征与视觉特征的特征融合,缓解特征差异造成的影响;探索阶段感知(SA)模块在放射学报告任务中对初级特征的优化作用。最后,在流行的放射学报告数据集IU X-Ray上,与当前的主流模型进行对比实验,结果表明,所提模型取得当前最佳效果。

关键词：注意力机制特征融合放射学报告 Transformer 图像–文本生成

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