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MESHLESS METHOD FOR 2D MIXED-MODE CRACK PROPAGATION BASED ON voronoi cell

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Acta Mechanica Solida Sinica 2003年第3期16卷 231-239页

作者： Lou Luliang Zeng Pan (Department of Mechanical Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China) Department of Mechanical Engineering Tsinghua University Beijing 100084 China

A meshless method integrated with linear elastic fracture mechanics(LEFM)is presented for 2D mixed-mode crack propagation *** domain is divided automatically into sub-domains based on voronoi cells,which are used for quadrature for the potential energy. The continuous crack propagation is simulated with an incremental crack-extension method which assumes a piecewise linear discretization of the unknown crack *** each increment of the crack extension,the meshless method is applied to carry out a stress analysis of the cracked *** J-integral,which can be decomposed into mode Ⅰ and mode Ⅱ for mixed-mode crack,is used for the evaluation of the stress intensity factors(SIFs).The crack-propagation direction,predicted on an incremental basis, is computed by a criterion defined in terms of the SIFs. The flowchart of the proposed procedure is presented and two numerical problems are analyzed with this *** meshless results agree well with the experimental ones,which validates the accuracy and efficiency of the method.

关键词： meshless method crack propagation mixed-mode crack voronoi cell

A natural neighbour method based on Fraeijs de Veubeke variational principle for materially non-linear problems

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Acta Mechanica Sinica 2009年第1期25卷 83-93页

作者： Xiang Li Serge Cescotto Barbara Rossi Dalian University of Technology 116023 Dalian China ArGEnCo Department University of Liege Liege Belgium

The natural neighbour method can be considered as one of many variants of the meshless methods. In the present paper, a new approach based on the Fraeijs de Veubeke （FdV） functional, which is initially developed for linear elasticity, is extended to the case of geometrically linear but materially non-linear solids. The new approach provides an original treatment to two classical problems： the numerical evaluation of the integrals over the domain A and the enforcement of boundary conditions of the type ui = hi on Su. In the absence of body forces （Fi = 0）, it will be shown that the calculation of integrals of the type fA .dA can be avoided and that boundary conditions of the type ui = hi on Su can be imposed in the average sense in general and exactly if hi is linear between two contour nodes, which is obviously the case for tTi = O.

关键词： Natural neighbour method Meshless methodFraeijs de Veubeke variational principle Discretization voronoi cell

Ambient noise tomography of a linear seismic array based on an improved voronoi tessellation

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Earthquake Science 2023年第6期36卷 477-490页

作者： Kun Wang Weitao Wang Libo Han Tingzi Li Yuan Ling Jianchao Zhou Huaiyu Yuan Institute of Geophysics China Earthquake AdministrationBeijing 100081China Institute of Geology and Geophysics Chinese Academic of SciencesBeijing 100029China Geological Survey of Western Australia PerthWA 6001Australia

Ambient noise tomography,when applied to a dense linear seismic array,has the capability to provide detailed insights into the fine velocity structures across diverse tectonic *** linear station arrangement naturally generates parallel and concentrated ray paths along the array *** unique geometry requires specific optimization of the inversion methodology and model *** Bayesian-based transdimensional inversion method,characterized by its fully non-linear nature and high degree of freedom in parameter settings,offers a powerful tool for ambient noise *** effectively adapt this method to a linear array layout,we propose a modification to the voronoi cell tessellation built in the transdimensional *** introducing spatial priority to the voronoi kernels,we strategically increased the density of voronoi cells along the direction of the *** then applied the modified approach to a linear seismic array in the North China Craton and validated its robustness through phase velocity images and resolution *** improved non-uniform sampling technique in the 2-D model space accelerates convergence while simultaneously enhancing model *** with the conventional damped leastsquares method,the proposed algorithm revealed a shear-wave velocity map with notable low-velocity anomalies situated in the middle and lower crust beneath the borders of the Ordos block and its surrounding orogenic *** with the crustal structures revealed by receiver function and electrical imaging,our findings indicated that the western and eastern margins of the Ordos block had experienced intensive crustal wedge deformation and re-melting,respectively.

关键词： voronoi cell transdimensional Bayesian method ambient noise inversion S velocity North China Craton

混合整数最小二乘估计及其在GPS定位中的应用

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混合整数最小二乘估计及其在GPS定位中的应用

作者：王冰解放军信息工程大学

学位级别：硕士

基于载波相位观测量的观测模型包含整参数和实参数两种参数称为混合整数线性模型。本文基于GPS定位,研究了混合整数线性模型中参数的估计方法。论文的主要内容及创新点概括如下:***方法是目前应用广泛的整周模糊度解算方法,它的应用前... 详细信息

基于载波相位观测量的观测模型包含整参数和实参数两种参数称为混合整数线性模型。本文基于GPS定位,研究了混合整数线性模型中参数的估计方法。论文的主要内容及创新点概括如下:***方法是目前应用广泛的整周模糊度解算方法,它的应用前提是将混合整数最小二乘估计转化为整数最小二乘估计。本文推导了三种将混合整数最小二乘估计转化为整数最小二乘估计的方法:最小二乘法、求导法、QR分解法,并从理论及实际应用上对三种方法进行分析。结果表明,求导法虽然可以将混合整数最小二乘估计转化为整数最小二乘估计,却无法实现整周模糊度的搜索确定;最小二乘法与QR分解法比较,解算结果相同,最小二乘法效率较优。***方法解算整周模糊度的正确性依赖于浮点解及其协方差阵的精度,在GPS快速定位中,观测时间短,得到的法方程严重病态,导致很难搜索到正确的模糊度。对于法方程病态性的改善,目前的很多方法实质是通过附加约束,补充先验信息,经典估计准则改变为扩展准则。本文从理论上证明了扩展准则情况下,三种转化方法只有LAMBDA方法有效。3.提出了基于混合整数最小二乘估计解算整周模糊度的方法,该方法不需要将混合整数最小二乘估计转化为整数最小二乘估计,适用于任何形式的估计准则。实例计算表明,两种估计准则情况下,混合整数最小二乘估计方法在第一个历元得到结果,LAMBDA方法从第二个历元得到结果,从第二个历元两种方法得到的结果相同。4.基于分支界定法的混合整数最小二乘估计算法在效率上却不如LAMBDA方法。影响分支界定法求解效率的因素主要有:分支变量的选择、上界的确定以及子问题的求解。本文从理论上证明了采用对角元素法选择分支变量较优。对于上界的确定问题,本文采用取整法确定问题的上界,并且随着得到的新的整数解不断地更新上界。选取几种效率较高的子问题求解方法,分别是原始对偶路径跟踪法、最小二乘投影法、Matlab优化工具箱。算例表明,三种方法最小二乘法效率最优。分支界定法随着问题规模的增大,子问题呈指数阶上升,针对于载波相位双差模型的特点,提出对问题进行降维的方法。算例表明,采用各种方案改进后效率在很大程度上得到了提高,但还是不如LAMBDA方法。最后,实际算例分析分支界定法求解整周模糊度效率难以得到很大提高的原因。5.基于voronoi cell建立整周模糊度准确率的表达式。voronoi cell是由无限个超平面体围成的区域,给出计算voronoi cell所有顶点及有效约束超平面的计算方法。voronoi cell是闭合的、凸的、复杂的,因此基于voronoi cell整周模糊度准确率的计算难以实现,但整周模糊度准确率的上下界容易得到。本文采用四种规则图形构建voronoi cell的上下界,分别为超长方体、第一类超椭球、第二类超椭球、超球体,并给出四种规则图形的计算方法。实际算例表明,超长方体能够给出voronoi cell最紧凑的上下界,第一类超椭球次之,超球体与第二类超椭球较差。基于四种图形构建的voronoi cell上下界的基础上,计算整周模糊度准确率的上下界。实际算例表明,基于超长方体的整周模糊度准确率的上下界最紧凑,第一类超椭球次之,第二类超椭球与超球体较差。对于不同的权阵来说,权阵的条件数越大,voronoi cell的实际形状越狭长,基于四种图形计算的voronoi cell实际面积的上下界及整周模糊度准确率的上下界越差。最后基于整周模糊度准确率的上下界,推导基线向量概率分布公式。

关键词： GPS 混合整数最小二乘估计整数最小二乘估计整周模糊度分支界定法 voronoi cell 整周模糊度准确率

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位置服务查询相关技术研究

位置服务查询相关技术研究

作者：都江中国科学技术大学

学位级别：硕士

位置服务技术给人们的日常生活带来了快捷和便利,比如出行时导航服务能为我们提供全程路径指引而不用再担心迷路,打车软件能为我们提供叫车服务而不用再忍受漫长的候车过程。同时,位置服务技术产生的大量移动轨迹数据也为政府、企业决... 详细信息

位置服务技术给人们的日常生活带来了快捷和便利,比如出行时导航服务能为我们提供全程路径指引而不用再担心迷路,打车软件能为我们提供叫车服务而不用再忍受漫长的候车过程。同时,位置服务技术产生的大量移动轨迹数据也为政府、企业决策提供了重要的支撑。例如,政府通过分析移动对象轨迹数量可以获得人群迁徙数据、企业通过挖掘用户轨迹信息可以为用户提供个性化服务。因此,位置服务技术成为了近年来国内外学术界和工业界共同关注的热点问题。以往的位置服务技术大都针对室外环境,而近年来随着像RFID、蓝牙等室内定位技术的迅速发展,室内移动对象的定位成为可能,进而也推动了室内位置服务技术的发展。典型的室内位置服务技术包括室内导航、室内对象跟踪、基于位置信息的商场购物推荐等等。本论文主要研究了位置服务技术中的两类查询问题,即志愿者位置服务查询和室内时空范围查询。查询技术是支撑位置服务的关键技术。由于人们对位置服务查询的需求趋向于多样化、多元化,我们必须针对用户新的位置服务需求研究新的位置服务查询处理技术。本论文所研究的两类查询都是目前已有工作中尚未涉及的新问题,旨为位置服务技术的发展提供新的参考。总体而言,本文的主要工作和贡献为：(1)研究了一类称为志愿者位置服务的查询问题,提出了一种基于带权不精确voronoi cell的查询处理框架。论文首先给出了志愿者位置服务查询的定义,引入了带权不精确voronoi cell的概念,进而给出了志愿者位置服务查询处理框架,并提出了带权不精确voronoi cell的剪枝、精化等算法。最后通过实验验证了带权不精确voronoi cell构造算法的性能以及对志愿者位置服务查询的有效性。(2)研究了针对室内空间场景的室内时空范围查询问题,提出了基于CR-Tree的概率阈值室内时空范围查询算法。论文首先针对室内位置感知技术上的不足,结合室内空间的特性给出了概率阈值室内时空范围查询的定义。然后,结合室内空间和移动对象轨迹序列特性分析室内移动对象的位置不确定性,提出了室内时空范围查询的概率估计方法。最后,论文设计了一种新型的轨迹索引CR-Tree,并提出了一个两阶段框架的概率阈值室内时空范围查询求解方法。最后在室内仿真轨迹数据上开展了对比实验,验证了所提方法的有效性。

关键词：位置服务查询志愿者位置服务 voronoi cell 室内空间范围查询