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本征正交分解法在屋盖结构风场模拟中的应用

工程力学 2009年第3期26卷 64-72页

作者：李璟韩大建华南理工大学土木工程系广东广州510640

介绍了谐波合成法和本征正交分解法,然后通过平屋面风场本征正交分解与重构的研究,证实了利用B样条插值和风场重构方法扩展风场的有效性。在此基础上,首次提出了屋盖结构风场两步模拟方法。算例分析结果表明,该方法模拟精度高,而且计算... 详细信息

介绍了谐波合成法和本征正交分解法,然后通过平屋面风场本征正交分解与重构的研究,证实了利用B样条插值和风场重构方法扩展风场的有效性。在此基础上,首次提出了屋盖结构风场两步模拟方法。算例分析结果表明,该方法模拟精度高,而且计算效率也高。佛山世纪莲体育场屋盖风场模拟的算例说明该方法应用于大型屋盖抗风分析的显著优势。

关键词：屋盖结构风场模拟本征正交分解法风场重构 B样条插值

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本征正交分解法在曲面模型风场重构中的应用

同济大学学报（自然科学版） 2006年第1期34卷 22-26页

作者：李元齐沈祖炎同济大学建筑工程系上海200092

大跨空间结构模型(在风洞试验中)能同步测量的测点常相对有限,需采用有效风场重构技术通过有限点同步测量结果得到全表面风压分布的动态信息.介绍了本征正交分解法在这一问题中的应用,并对基于球面及柱面壳体模型风洞试验得到的风压数... 详细信息

大跨空间结构模型(在风洞试验中)能同步测量的测点常相对有限,需采用有效风场重构技术通过有限点同步测量结果得到全表面风压分布的动态信息.介绍了本征正交分解法在这一问题中的应用,并对基于球面及柱面壳体模型风洞试验得到的风压数据进行了比较验证.结果表明,该方法对曲面模型具有很强的适用性,能够有效地整体把握这类模型表面风压分布规律,可为大跨空间结构抗风时程分析中风荷载分析提供很好的帮助.

关键词：大跨度空间结构风洞试验风场重构技术本征正交分解法

基于优化本征正交分解法的复杂屋盖风压场预测

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河南理工大学学报（自然科学版） 2018年第1期37卷 139-144页

作者：马魁刘庆贵刘晖武昌工学院湖北武汉430065 武汉地铁集团湖北武汉430017 武汉理工大学湖北武汉430070

为了提高屋盖表面风压数据密度,通过有限测点的风压特征信息准确预测未布置测点的风压信息。风洞试验中,复杂的屋盖结构可以同时引入测点面积和脉动风压自根方差参量,采用优化本征正交分解法(POD法),提高识别精度。利用优化的POD法,在... 详细信息

为了提高屋盖表面风压数据密度,通过有限测点的风压特征信息准确预测未布置测点的风压信息。风洞试验中,复杂的屋盖结构可以同时引入测点面积和脉动风压自根方差参量,采用优化本征正交分解法(POD法),提高识别精度。利用优化的POD法,在此基础上插值预测节点处的荷载本征模态值,从而进一步获得预测节点处的风压时间序列。对预测节点处实测风压与预测风压的均值、根方差误差进行比较分析,预测的风压均值误差最大达到8%,根方误差最大达到15.8%,同时分别在时域和频域范围内对实测风压与预测风压的时程曲线和功率谱进行比较,可知该方法能较好地对未布置测点的节点风荷载进行有效预测。

关键词：本征正交分解法风压场插值法复杂屋盖

基于本征正交分解法的缸内流场循环变动特性分析

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建模与仿真 2023年第1期12卷 261-271页

作者：秦文瑾严俊王家富景瑞雄上海理工大学机械工程学院上海

应用本征正交分解(POD)方法对数值模拟的发动机多循环速度场数据进行分析,以深入考察发动机缸内速度场循环变动特性。结果表明,POD方法可以将速度场分为不同阶模态,能反映不同程度的流场结构。分析了不同模态对应的时间系数标准差随曲... 详细信息

应用本征正交分解(POD)方法对数值模拟的发动机多循环速度场数据进行分析,以深入考察发动机缸内速度场循环变动特性。结果表明,POD方法可以将速度场分为不同阶模态,能反映不同程度的流场结构。分析了不同模态对应的时间系数标准差随曲轴转角的变化情况,揭示了缸内速度场循环变动大小随发动机曲轴转角的变化的规律,即进气阶段速度场循环变动要大于压缩阶段速度场循环变动。

关键词：循环变动缸内流场本征正交分解法曲轴转角循环速度时间系数进气流场结构

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基于场量梯度的快照分区POD降阶计算方法

高电压技术 2024年

作者：杨帆张潋镪何永胜王鹏博姜慧输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学电气工程学院) 国网重庆市电力公司

随着数字化电力系统的不断发展，对高价值电力装备数字孪生模型的研究成为热点。为满足计算的时效性，通常采用模型降阶的方法，其中本征正交分解法(proper orthogonal decomposition，POD)是最为常用的方法之一。传统的POD方法在构造... 详细信息

随着数字化电力系统的不断发展，对高价值电力装备数字孪生模型的研究成为热点。为满足计算的时效性，通常采用模型降阶的方法，其中本征正交分解法(proper orthogonal decomposition，POD)是最为常用的方法之一。传统的POD方法在构造快照时无法高效地提取网格节点信息，造成大量的计算、存储资源浪费。本文为此提出基于场量梯度的快照分区POD降阶计算方法，以快照中各节点场量梯度为依据将计算域分区，通过对不同分区的节点数量进行不同程度的缩减，实现对计算域场量信息的高效提取。以换流变阀侧套管极性反转电场作为算例，对本文提出的分区降阶方法可行性及高效性进行验证。研究结果显示，相较于有限元方法，计算时间缩短97.1%，同时相较于传统的POD方法，其快照中节点数量减少95.2%，节约存储资源91.7%。同时，分区降阶计算的准确率高，平均误差仅为0.80%；实现了对阀侧套管极性反转电场的高效计算。

关键词：模型降阶方法本征正交分解法场量大梯度 POD快照换流变阀侧套管

基于本征-虚拟激励法的大跨钢结构风振响应分析

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空间结构 2020年第1期26卷 15-23页

作者：赵中伟张永高辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 中国人民解放军31694部队保障部辽宁本溪117000

风荷载在复杂钢结构的整体提升施工过程中起到控制作用,而提升状态下的结构力学性能与其他阶段完全不同,建立精确的数值模型与分析方法对合理确定提升状态下的结构风振响应非常必要.本文建立了整体结构提升状态下的数值模型,利用非线性... 详细信息

风荷载在复杂钢结构的整体提升施工过程中起到控制作用,而提升状态下的结构力学性能与其他阶段完全不同,建立精确的数值模型与分析方法对合理确定提升状态下的结构风振响应非常必要.本文建立了整体结构提升状态下的数值模型,利用非线性弹簧单元模拟拉索对提升区的水平约束作用,并对其进行模态分析,结果显示该模型与实际结构的力学性能相吻合.将本征正交分解法与虚拟激励法相结合,提出了本征-虚拟激励法.对风速互功率谱进行正交分解,得到可代表随机脉动风场的特征荷载向量;通过对有限元软件ANSYS进行二次开发,将其用于实际工程的提升状态风振响应分析.将计算结果与虚拟激励法进行对比分析,结果表明,该方法在大大减少计算代价的同时,计算结果与虚拟激励法完全相符.

关键词：大跨钢结构本征正交分解法虚拟激励法风振响应谐响应分析整体提升

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大型冷却塔双塔干扰的风洞试验研究

振动与冲击 2011年第3期30卷 109-114页

作者：沈国辉余关鹏孙炳楠楼文娟李庆祥杨仕超浙江大学土木工程学系杭州310058 广东省建筑科学研究院广州510500

采用风洞试验方法研究双塔情况下冷却塔的风致干扰问题,通过增加模型表面粗糙度的方法以补偿模型试验的雷诺数效应,应用POD方法进行风压点的插值和加密,计算单双塔的阻力系数、升力系数和底部剪力系数,并分析干扰系数随塔间距、风向角... 详细信息

采用风洞试验方法研究双塔情况下冷却塔的风致干扰问题,通过增加模型表面粗糙度的方法以补偿模型试验的雷诺数效应,应用POD方法进行风压点的插值和加密,计算单双塔的阻力系数、升力系数和底部剪力系数,并分析干扰系数随塔间距、风向角的变化规律。研究表明,单塔情况下,平均阻力系数较大,平均升力系数为零;阻力系数和升力系数的标准差数据相当。双塔情况下,阻力系数的平均值和极大值对应的干扰系数几乎相同;对于升力系数极大值的干扰系数,大部分数据大于1,最大的数据达1.75。

关键词：冷却塔风荷载风洞试验干扰效应本征正交分解法

贫燃预混旋流火焰的模态转换燃烧不稳定特性分析

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推进技术 2020年第5期41卷 1072-1081页

作者：马静郭志辉北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100191

为进一步研究燃烧室燃烧不稳定特性,通过实验对贫燃预混旋流火焰的燃烧不稳定性模态转换现象进行了研究。在贫燃的情况下进行了甲烷-空气预混旋流燃烧实验,用动态压力传感器测量火焰场动态压力,用光电倍增管捕捉CH~*化学发光,用4kHz频... 详细信息

为进一步研究燃烧室燃烧不稳定特性,通过实验对贫燃预混旋流火焰的燃烧不稳定性模态转换现象进行了研究。在贫燃的情况下进行了甲烷-空气预混旋流燃烧实验,用动态压力传感器测量火焰场动态压力,用光电倍增管捕捉CH~*化学发光,用4kHz频率的高速摄像记录火焰图像。发现当量比渐增到0.72附近时,燃烧有明显的模态转换,压力脉动主频由264Hz突变为187Hz,脉动幅值大幅增加。采用本征正交分解法得到各模式空间分布,通过模态系数进行快速傅里叶变换(FFT)分析,得到流场时间分布特征。发现模态转换前平均火焰为喇叭形,转换后为"M"型,模态的转换与涡脱落模式有重要关系。

关键词：燃烧不稳定性旋流火焰模态转换本征正交分解法燃烧室

爆炸荷载下大空间结构的冲击波压力场分布及泄爆措施研究

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工程力学 2010年第4期27卷 226-233页

作者：高轩能王书鹏江媛华侨大学土木工程学院福建泉州362021 石家庄铁路职业技术学院河北石家庄050041

应用LS-DYNA有限元程序建立了模拟大空间结构室内爆炸的计算模型,并对大空间结构在爆炸荷载作用下的冲击波压力场进行了数值模拟计算。通过提取结构表面有限测点的冲击波超压并将其POD分解,解决了爆炸荷载的时空差异性问题,得到了大空... 详细信息

应用LS-DYNA有限元程序建立了模拟大空间结构室内爆炸的计算模型,并对大空间结构在爆炸荷载作用下的冲击波压力场进行了数值模拟计算。通过提取结构表面有限测点的冲击波超压并将其POD分解,解决了爆炸荷载的时空差异性问题,得到了大空间结构的爆炸冲击波压力场分布。研究了全封闭大空间结构和屋顶开洞结构的爆炸冲击波压力场分布规律,结果表明:柱壳和拱形屋顶等全封闭大空间结构在爆炸荷载作用下易于产生顶盖冲击波压力场积聚;合适的孔洞布置可有效泄爆;孔洞率相同的情况下,减小孔洞间阻挡材料的宽度可有效减小爆炸对结构的冲击作用。提出了大空间结构的防爆和泄爆措施。

关键词：大空间结构爆炸冲击波压力场分布泄爆本征正交分解法