检索结果-南通市图书馆

基于流固界面平面波反/透射系数验证海域场地波动模拟方法精度的注记

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自然灾害学报 2021年第4期30卷 10-17页

作者：张文月王立刚马完君谢志南中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

面向基于平面波输入的海域场地效应研究,本文以勒让德谱元波动模拟方法为例,探讨利用流固界面反/透射系数以验证海域场地模拟方法的精度。考虑四阶勒让德谱元(令单元尺寸与目标最小模拟波长一致),就入射角小于临界角情形,基于入射、反/... 详细信息

面向基于平面波输入的海域场地效应研究,本文以勒让德谱元波动模拟方法为例,探讨利用流固界面反/透射系数以验证海域场地模拟方法的精度。考虑四阶勒让德谱元(令单元尺寸与目标最小模拟波长一致),就入射角小于临界角情形,基于入射、反/透射模拟波形模的最大值以计算反/透射系数,计算与解析结果的相对误差小于0.5%;超过临界角情形,相对误差可超过20%。相对误差过高的原因为:入射角超过临界角情形,反射、透射与入射波形将存在相位差,仍基于波形模的最大值计算反/透射系数将导致错误结果。本文建议利用Hilbert包络幅值代替波形模的最大值,并论证了这一做法的合理性。改进后模拟所得反/透射系数与解析结果的相对误差保持在0.5%以内。

关键词：波动模拟平面波反/透射系数海域场地

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用特征正交分解的桥墩处水波动模拟

武汉理工大学学报 2006年第12期28卷 102-105页

作者：李黎胡亮樊剑华中科技大学土木工程与力学学院武汉430074

定义了随机向量过程的特征正交分解,推导了特征正交分解型谱表示法的模拟表达式,该算法可用FFT加速。结合桥墩基础处不同深度水质点波动速度和速度的功率谱密度矩阵仅具有一个独立特征值的特点,推导了随机波动模拟的简化计算公式,简化... 详细信息

定义了随机向量过程的特征正交分解,推导了特征正交分解型谱表示法的模拟表达式,该算法可用FFT加速。结合桥墩基础处不同深度水质点波动速度和速度的功率谱密度矩阵仅具有一个独立特征值的特点,推导了随机波动模拟的简化计算公式,简化公式具有较高的计算效率。通过对一个实际桥梁桩基础不同深度处的水质点随机波动速度进行模拟,验证了所提方法的有效性。

关键词：桥墩基础波动模拟谱表示法特征正交分解(POD)

弱形式时域完美匹配层——滞弹性近场波动数值模拟

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地球物理学报 2019年第8期62卷 3140-3154页

作者：谢志南郑永路章旭斌唐丽华中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 新疆维吾尔自治区地震局乌鲁木齐830011

本文旨在构建适用于滞弹性近场时域波动有限元模拟的高精度人工边界条件:完美匹配层(Perfectly Matched Layer:PML),其中阻尼介质时域本构基于广义标准线性体建立.与以往研究不同,本文采用复坐标延拓技术变换弱形式波动方程构建了可直... 详细信息

本文旨在构建适用于滞弹性近场时域波动有限元模拟的高精度人工边界条件:完美匹配层(Perfectly Matched Layer:PML),其中阻尼介质时域本构基于广义标准线性体建立.与以往研究不同,本文采用复坐标延拓技术变换弱形式波动方程构建了可直接用有限元离散的弱形式时域PML,规避以往独立对无限域内波动方程及界面条件进行延拓可导致的PML场方程和界面条件匹配不合理引发数值失稳、计算精度低下等问题.其次,针对PML中多极点有理分式与频域函数乘积的傅里叶反变换难以计算的问题,利用PML精度对复坐标延拓函数中延拓参数微调不敏感这一特点,明确给出了参数微调准则以规避多重极点,进而利用有理分式分解给出了一种普适、简便的计算方法,极大地简化了PML计算.基于该方法可实现任意高阶PML.最后,将本文构建滞弹性PML与高阶勒让德谱元(高精度集中质量有限元)结合得到滞弹性近场波动谱元离散方案.基于算例验证了滞弹性PML的计算效率、精度及新离散方案的长持时稳定特性.新离散方案可应用于计入实际介质阻尼的地震波动正、反问题数值模拟,提高波形模拟的精度以及地下波速结构反演的精度和可靠性.

关键词：滞弹性广义标准线性体完美匹配层勒让德谱元波动模拟

透射边界高频失稳机理及稳定实现--P-SV波动

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地球物理学报 2021年第10期64卷 3646-3656页

作者：章旭斌廖振鹏谢志南中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080

波动数值模拟的稳定性是获得可靠结果的前提.透射边界是一类具有高阶、高效等特点的人工边界,其引发的高频失稳是由内域格式和透射边界的不当耦合所致.本文针对P-SV波动有限元模拟中透射边界引发的失稳问题,基于GKS定理的群速度解释,通... 详细信息

波动数值模拟的稳定性是获得可靠结果的前提.透射边界是一类具有高阶、高效等特点的人工边界,其引发的高频失稳是由内域格式和透射边界的不当耦合所致.本文针对P-SV波动有限元模拟中透射边界引发的失稳问题,基于GKS定理的群速度解释,通过对有限元和透射边界的频散分析揭示了数值失稳机理为透射边界和相邻内域格式支持了群速度指向内域的高频P波或SV波,波动能量将从边界进入内域引发数值失稳.同时,对比连续模型频散指出引发失稳的谐波是由有限元离散引入.本文采用修改的数值积分方法调整有限元刚度,以消除有限元中引发边界失稳的高频波动成分,从而稳定实现透射边界.理论分析和数值实验均表明本文稳定措施的有效性.

关键词：波动模拟高频失稳 GKS定理频散分析数值积分

Chebyshev谱元法模拟波动的两种集中质量矩阵

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理论数学 2020年第4期10卷 282-289页

作者：廖旭中衡设计集团股份有限公司江苏苏州

波动模拟是工程结构抗震分析的重要手段之一。Chebyshev谱元法是一种高精度的微分方程求解方法,模拟波动问题时具有高精度和高效率的特点,因此受到广泛关注。Chebyshev谱元法求解波动问题时的质量矩阵是一致质量矩阵,即空间耦合矩阵,当... 详细信息

波动模拟是工程结构抗震分析的重要手段之一。Chebyshev谱元法是一种高精度的微分方程求解方法,模拟波动问题时具有高精度和高效率的特点,因此受到广泛关注。Chebyshev谱元法求解波动问题时的质量矩阵是一致质量矩阵,即空间耦合矩阵,当和时域分析方法联用时,为时空耦合格式,每步计算需要联立求解线性方程组,计算效率受到了制约。本文在Chebyshev谱元法一致质量矩阵的基础上导出了两种集中质量矩阵:数学集中质量矩阵和物理集中质量矩阵,给出了两者的数学表达,并采用这两种集中质量矩阵下的Chebyshev谱元法结合时域中心差分法求解一维波动问题,此种模拟方案为时空解耦方法。数值分析表明,采用Chebyshev集中质量矩阵配合时域中心差分法模拟波动的方案具有较高的计算精度,并且每步计算不需要联立求解线性方程组,可以大幅度提高计算效率。其中,数学集中质量矩阵的计算精度要高于物理集中质量矩阵。

关键词： Chebyshev谱元法波动模拟一致质量矩阵集中质量矩阵时空解耦

维普期刊数据库评论

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一种模拟波动过程的方法

大学物理实验 2019年第2期32卷 72-76页

作者：牛广锋中国科学院计算机网络信息中心北京100190

计算机模拟复杂波动现象需要使用波动方程。仅少数专业学生必修波动方程的知识,大部分学生无法自行编写模拟程序,进行模拟实验。介绍一种使用牛顿力学定律和差分法的模拟方法(简称实物模拟法)。在模拟程序中,一维横波的传播介质被定义... 详细信息

计算机模拟复杂波动现象需要使用波动方程。仅少数专业学生必修波动方程的知识,大部分学生无法自行编写模拟程序,进行模拟实验。介绍一种使用牛顿力学定律和差分法的模拟方法(简称实物模拟法)。在模拟程序中,一维横波的传播介质被定义为存在张力的弦,张力与弦长度成正比。通过理论证明,弦的运动满足波动方程。那么模拟波动过程只需要模拟弦的运动即可,从而简化了模拟要求。因只需牛顿力学知识,实物模拟法具有简单直观的特点,有助于学生理论联系实际,充分理解波动现象。

关键词：波动模拟波动教学波动方程

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大规模场景流体模拟的耦合算法

计算机辅助设计与图形学学报 2011年第6期23卷 1028-1033页

作者：武小龙吴恩华张辉中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 澳门大学科学技术学院电脑与资讯科学系澳门清华大学工程物理系北京100084 中国科学院研究生院北京100049

针对在海啸等模拟中,只有在灾害发生的地点附近需要进行三维模拟,而其他区域可以使用二维的波函数进行流体模拟的问题,为了有效地利用计算资源,提出一种计算区域耦合的算法.该算法将计算区域划分为复杂区域和简单区域,分别使用三维Navie... 详细信息

针对在海啸等模拟中,只有在灾害发生的地点附近需要进行三维模拟,而其他区域可以使用二维的波函数进行流体模拟的问题,为了有效地利用计算资源,提出一种计算区域耦合的算法.该算法将计算区域划分为复杂区域和简单区域,分别使用三维Navier-Stokes方程和二维波函数进行模拟;在复杂(或简单)区域的边界处,根据其他区域的信息进行插值,从而在不同计算区域之间进行信息交换,使得不同区域在计算上紧密耦合.最后通过波浪生成和传播的例子,表明了文中算法的可行性和实用性.

关键词：耦合算法 Navier-Stokes方程波动模拟

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透射边界稳定性控制措施探讨

岩土工程学报 2012年第4期34卷 641-645页

作者：李小军杨宇中国地震局地球物理研究所北京100081

多次透射边界是一种应用广泛的人工边界模拟方法,但类似于其它人工边界,它也存在计算稳定性问题。利用在透射边界区附加黏弹性元件的方案,探讨了在波动数值模拟中消除多次透射边界计算失稳的措施,该措施中弹簧和阻尼元件被附加在透射边... 详细信息

多次透射边界是一种应用广泛的人工边界模拟方法,但类似于其它人工边界,它也存在计算稳定性问题。利用在透射边界区附加黏弹性元件的方案,探讨了在波动数值模拟中消除多次透射边界计算失稳的措施,该措施中弹簧和阻尼元件被附加在透射边界区内的有限元网格点上。数值计算分析表明,该措施是一种处理透射边界计算飘移失稳的有效措施,对透射边界的零频飘移失稳有较好的抑制作用,但该措施对抑制透射边界的高频失稳没有明显效果。

关键词：波动模拟多次透射边界黏弹性元件飘移失稳高频失稳

散射问题中消除多次透射边界飘移失稳措施比较分析

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地震工程与工程振动 2014年第5期34卷 1-6页

作者：杨宇李小军贺秋梅纪忠华环境保护部核与辐射安全中心北京100082 中国地震局地球物理研究所北京100081

多次透射边界是一种广泛应用的人工边界,但类似于其它局部人工边界,它也存在计算稳定性问题。本文分析了多次透射边界低频飘移失稳的原因,通过数值试验对已有的消除飘移失稳措施进行了比较分析,并给出了在散射问题中已有消飘措施的适用... 详细信息

多次透射边界是一种广泛应用的人工边界,但类似于其它局部人工边界,它也存在计算稳定性问题。本文分析了多次透射边界低频飘移失稳的原因,通过数值试验对已有的消除飘移失稳措施进行了比较分析,并给出了在散射问题中已有消飘措施的适用性:γ修正算子法的参数确定没有一个明确的标准,完全依靠经验性试算,使用上应注意参数的取值控制;降阶消飘方法的关键在于失稳趋势的判定,不存在方法参数的选取,实现上可控性较好。

关键词：波动模拟多次透射边界低频飘移失稳降阶消飘修正算子