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时间自适应在海洋平台桩靴上拔模拟中的应用

工程力学 2015年第1期32卷 64-71页

作者：张西文唐小微渦岡良介白旭胡记磊大连理工大学土木水利学院岩土工程研究所大连116024 德岛大学岩土工程研究所

该文通过模型试验和时间自适应有限元分析的方法模拟了海洋平台桩靴的上拔过程。在有限元数值分析中引入了启发式和基于误差评估的两种时间自适应方法,有效解决了因时间步长的选取而引起的不收敛和计算效率低等问题。启发式算法通过控... 详细信息

该文通过模型试验和时间自适应有限元分析的方法模拟了海洋平台桩靴的上拔过程。在有限元数值分析中引入了启发式和基于误差评估的两种时间自适应方法,有效解决了因时间步长的选取而引起的不收敛和计算效率低等问题。启发式算法通过控制收敛速度调整时间步长,有效预防了不收敛或收敛过慢,但时步调整较为粗糙。基于误差评估的时间自适应有效控制了计算误差,能够平滑地调整时间步长,相比于启发式算法更具有精确性和稳定性。通过试验和数值方法得出海洋平台在上拔桩靴时需克服海床土体吸附力,采用时间自适应方法可以高效模拟桩靴位移时程的非线性问题。

关键词：时间自适应截断误差桩靴上拔吸附力海洋平台

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一类含时Poisson-Nernst-Planck方程的时间自适应计算

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吉林大学学报（理学版） 2024年第6期62卷 1352-1358页

作者：韦鹏沈瑞刚桂林电子科技大学数学与计算科学学院广西应用数学中心广西高校数据分析与计算重点实验室广西桂林541004

基于相邻时间步的时间自适应有限元方法求解一类含时Poisson-Nernst-Planc k(PNP)方程,以加速求解含有多种离子的二维PNP方程的长时间数值模拟效率.数值实验结果表明,该方法在两种数值格式下都可以有效加速计算,对于长时间PNP方程的数... 详细信息

基于相邻时间步的时间自适应有限元方法求解一类含时Poisson-Nernst-Planc k(PNP)方程,以加速求解含有多种离子的二维PNP方程的长时间数值模拟效率.数值实验结果表明,该方法在两种数值格式下都可以有效加速计算,对于长时间PNP方程的数值计算有效.

关键词： Poisson-Nernst-Planck方程有限元方法时间自适应数值计算

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时间自适应在特大增量步算法中的应用

时间自适应在特大增量步算法中的应用

第十一届南方计算力学学术会议（SCCM-11）

作者：崔保让郭早阳董雷霆北京航空航天大学固体力学系

时间自适应是一种根据误差评估,自动调整增量步尺寸以提高精度的策略,在非线性位移法有限元中已广泛应用。时间自适应的目的是用最少的计算量,获得最大的计算精度。对于位移法有限元,每一个增量步都会作为一个常微分方程来进行求解,计... 详细信息

时间自适应是一种根据误差评估,自动调整增量步尺寸以提高精度的策略,在非线性位移法有限元中已广泛应用。时间自适应的目的是用最少的计算量,获得最大的计算精度。对于位移法有限元,每一个增量步都会作为一个常微分方程来进行求解,计算量大,而且增量步调整后,需要重新计算。特大增量步算法(Large Increment Method,LIM)中的时间自适应方法是一种自动调整时间增量步,用特大增量步算法计算,使计算结果满足给定应力阈值,从而提高求解精度的数值算法。特大增量步算法是一种基于传统力法和广义逆理论,用共轭梯度法迭代来求解的算法。LIM包含位移形函数和应力形函数,控制方程是相互独立的,因此,与位移法有限元相比,在计算非线性问题时,无需重复计算刚度矩阵及逆矩阵,减少计算量。与传统有限元相比,特大增量步算法中的时间自适应有以下特点:(1)平衡系数矩阵及其逆矩阵只需要计算一次,材料非线性是在单元级进行考虑;(2)只加密结果误差不满足要求的载荷段,保证增量步被合理地分配,提高加密效率,且不存在误差累计的问题,误差可控;(3)在时间自适应过程中,可将增加增量步后计算的广义内力进行简单处理,作为下一次计算时增量步的初始广义内力,经过多次增加增量步后的广义内力更加接近于精确解,初始变形协调误差和迭代次数均降低,从而提高计算效率;(4)随着加密次数增加,LIM每一次计算的增量步也随之增加,因此将载荷分段,依次计算,保存已完成段最后一个时间步的应力应变状态作为下一段计算的初始状态,从而降低LIM每次计算的增量步步数,提高计算效率。

关键词：特大增量步算法时间自适应塑性材料并行计算误差评估

来源： cnki会议评论

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与荷载同步变化的时间步自动调整方法

振动与冲击 2018年第11期37卷 5-11页

作者：李彬唐小微大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

为了提高计算效率,针对结构动力时程分析中由时间步长引起的误差,建立了时间步长与相对误差之间的关系式,实现了满足目标误差限的时间步自动调整,丰富了时间自适应理论。通过与解析解的对比,验证了该方法在提高计算效率方面的有效性。... 详细信息

为了提高计算效率,针对结构动力时程分析中由时间步长引起的误差,建立了时间步长与相对误差之间的关系式,实现了满足目标误差限的时间步自动调整,丰富了时间自适应理论。通过与解析解的对比,验证了该方法在提高计算效率方面的有效性。在局部,荷载变化越快,对应的自适应时间步长越小;荷载变化越慢,对应的自适应时间步长越大。该方法可以有效解决在冲击荷载、振动荷载、爆炸荷载或地震荷载的动力数值计算中,因时间步长的设置不当导致计算结果发散甚至计算中断的问题。

关键词：时间自适应时间步长计算效率计算精度

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动力时程分析时间步预判方法及其有效性验证

应用力学学报 2018年第5期35卷 933-937页

作者：李彬唐小微大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116024

在计算量大的工程数值计算中,为了使计算精度保持一致,尽可能的节省计算成本,提高计算效率,在动力时程分析过程中,针对由时域离散产生的误差,本文建立了相对误差与时间步长之间的关系式,通过自动调整时间步长,实现了时间步长的预判。本... 详细信息

在计算量大的工程数值计算中,为了使计算精度保持一致,尽可能的节省计算成本,提高计算效率,在动力时程分析过程中,针对由时域离散产生的误差,本文建立了相对误差与时间步长之间的关系式,通过自动调整时间步长,实现了时间步长的预判。本文方法不同于后验式时间自适应方法,是在先验式时间自适应研究领域方面的一次大胆尝试,丰富了时间自适应理论研究。同时,选取具有解析解的算例验证了该方法在提高计算效率方面的有效性,与传统时域离散方法Newmark-β法相比较,在保证两者计算精度一致的前提下,该方法十分显著地节省了计算时间,有效地提高了计算效率,这在工程数值计算中具有重要意义。

关键词：时间自适应时间步长 Newmark-β法计算效率计算精度

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评估ATAM计算效率提高程度的新算法

振动与冲击 2021年第7期40卷 62-67,118页

作者：李琦李彬孟晓军唐小微泰山学院机械与建筑工程学院山东泰安271000 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

在《与荷载同步变化的时间步自动调整方法》中提出的时间步自动调整方法(apriori time adaptive method,ATAM)是先验式误差评估研究领域的一次有益尝试。在ATAM使用过程中,由于一般情况下难以获得解析解,所以对数值计算程序应用ATAM自... 详细信息

在《与荷载同步变化的时间步自动调整方法》中提出的时间步自动调整方法(apriori time adaptive method,ATAM)是先验式误差评估研究领域的一次有益尝试。在ATAM使用过程中,由于一般情况下难以获得解析解,所以对数值计算程序应用ATAM自动调整时间步长后,相比时间步调整前,无法评估计算效率具体提高了多少。为了解决这个问题,提出了解决方法并对其进行了验证。在此基础上,进一步提出了一种简易评估算法,并推导出评估计算效率提高程度的计算公式。根据此计算公式,不需要采用最小时间步长代入到原数值程序中进行计算,可直接获得计算效率的提高程度,节省了大量计算成本。同时,对简易评估算法进行了验证,结果证实所提算法实用有效。

关键词：时间自适应先验法计算效率计算精度

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ATAM计算效率提高程度的评估方法

应用基础与工程科学学报 2022年第1期30卷 114-120页

作者：孟晓军李彬唐小微李琦泰山学院机械与建筑工程学院山东泰安271000 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

针对先验误差评估时间自适应方法ATAM(Apriori Time Adaptive Method)计算效率提高程度的评估问题,根据文献[1]提出的评估方法,本文选用具有解析解的Bernoulli-Euler梁算例对多个节点的情况进行了验证.结果证实该评估方法对多个节点的... 详细信息

针对先验误差评估时间自适应方法ATAM(Apriori Time Adaptive Method)计算效率提高程度的评估问题,根据文献[1]提出的评估方法,本文选用具有解析解的Bernoulli-Euler梁算例对多个节点的情况进行了验证.结果证实该评估方法对多个节点的情况同样准确有效,从而解决了实际工程数值模拟计算中需要同时对多节点变量评估计算效率提高程度的问题.

关键词：时间自适应时间步长计算效率计算精度先验误差评估时程分析

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关于ATAM应用时注意的几个问题

振动与冲击 2019年第9期38卷 109-114页

作者：温彦良李彬唐小微辽宁科技大学矿业工程学院辽宁鞍山114051 泰山学院机械与建筑工程学院山东泰安271000 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

在《与荷载同步变化的时间步自动调整方法》^([1])中提出的时间步自动调整方法,不同于以往的后验式误差评估时间自适应方法,它是先验式误差评估研究领域的一次有益尝试(Apriori Time Adaptive Method,ATAM)。为了使ATAM更好的应用到实践... 详细信息

在《与荷载同步变化的时间步自动调整方法》^([1])中提出的时间步自动调整方法,不同于以往的后验式误差评估时间自适应方法,它是先验式误差评估研究领域的一次有益尝试(Apriori Time Adaptive Method,ATAM)。为了使ATAM更好的应用到实践中,就ATAM的适用条件和如何使用的问题进行了探讨,得出了几点非常重要的结论和建议。

关键词：时间自适应先验法计算效率计算精度

基于深度学习的列车驾驶员异常行为识别系统设计

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基于深度学习的列车驾驶员异常行为识别系统设计

作者：李孟珍黑龙江大学

学位级别：硕士

随着中国铁路事业快速发展,列车逐渐成为人们日常出行不可或缺的交通工具,列车驾驶员在途行为对保障安全出行具有至关重要的意义。目前我国对于列车行车安全的研究集中在改进列车自身参数,但在驾驶员行为研究方面存在不足。因此需要针... 详细信息

随着中国铁路事业快速发展,列车逐渐成为人们日常出行不可或缺的交通工具,列车驾驶员在途行为对保障安全出行具有至关重要的意义。目前我国对于列车行车安全的研究集中在改进列车自身参数,但在驾驶员行为研究方面存在不足。因此需要针对列车驾驶员在途异常行为进行检测,降低驾驶员值乘过程中可能出现的操作风险。基于上述背景,本文以列车驾驶员作为研究对象,采用RGB视频数据模态,结合深度学习提出两种列车驾驶员异常行为识别方法,并开发一款列车驾驶员异常行为识别系统。具体工作如下:(1)针对目前列车驾驶员行为数据集较少且获取困难问题,自制列车驾驶员行为数据集Driver-Dataset用于网络训练和测试。该数据集具体包括手比、探身、抽烟、打电话、离岗、躺6大行为类别。采用Movie Py工具编辑和处理监控录像视频,并生成对应标签文件。(2)针对列车驾驶员视频流输入造成模型计算成本较高问题,提出基于时间自适应的双路径激励驾驶员行为识别方法,该方法通过在时空、通道等维度变换,实现视频帧间的时间信息交流。时空激励模块、通道激励模块用于激励视频间时空、通道特征;时间自适应模块处理输入不同视频流。采用自制数据集、公开行为识别数据集UCF101和Something-Something-v1评估提出方法的性能,并通过实验验证方法的有效性和泛化性。(3)针对传统监督学习方法存在数据集标注困难、时间成本较高问题,提出基于掩码和重建策略的自监督驾驶员行为识别方法。该方法采用管道式掩码策略,设计极高的掩码比率深入学习前后视频帧中更高级别语义信息,通过编码器和解码器完成重建过程。使用自制数据集、公开行为识别数据集UCF101实验并与其他先进算法对比,取得较好重建和识别结果,验证了方法的有效性。(4)设计一款列车驾驶员异常行为识别系统,包含注册登录、视频录制、在线检测、离线检测和历史记录分析等功能。同时模拟驾驶行为采集相关数据并输入网络模型验证。设计系统界面和软件功能程序,并通过实验测试各模块功能,验证系统的可用性和识别准确性。

关键词：驾驶员异常行为识别系统 RGB视频时空通道激励时间自适应掩码和重建