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近场波动数值模拟稳定性问题分析 总被引：1，自引：0，他引：1
本文利用分析一维双曲型偏微分方程初边值问题数值稳定性的GKS定理的物理解释的推广，以出平面波动为例，分析了集中质量显式有限元方法及中心有限差分方法分别与多次透射公式简单结合构成的封闭数值求解系统的稳定性，并用数值试验进行了验证。旨在从概念上说明讨论人工边界稳定性时，必须与计算区域内的具体算法结合分析才有意义，单纯地说人工边界在数值计算中稳定或不稳定是不正确的。 相似文献
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波动数值模拟中透射边界的稳定实现 总被引：21，自引：0，他引：21
从波动能量在计算区内累积增大的观点出发,通过简单的一维弹性波模型,系统地阐明了在近场波动数值模拟中透射边界两类数值失稳--"高频振荡"和"零频飘移"的机理:前者源于对波动数值模拟无意义的高频波动在人工边界上的放大和波在有限计算区内多次反射产生的反复放大;后者则源于透射边界允许零频和接近零频的分量不断进入计算区. 由此提出了稳定实现透射边界的完整方案包括两项简单措施:第一,在全部计算区内按文中建议的方法注入小阻尼,以消除高频振荡;第二, 给出一种具有明确物理意义的消除零频飘移的算子算法. 最后,提供了三维波源问题和散射问题的详细数值试验结果. 相似文献
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多次透射公式的一种高频失稳机制 总被引：2，自引：3，他引：2
本文利用一维双曲型偏微分方程组初边值问题数值稳定性的GKS定理的物理解释和推广，分析了多次透射公式在数值实现中可能出现的一种高频失稳机制，即在多维离散网格，沿某一空间方向的外行简谐波，由于与其他空间方向节点运动的耦合效应可以使能量传播方向反向。文中通过数值试验对这一失稳机制作了初步验证。 相似文献
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瑞利阻尼介质有限元离散模型动力分析的数值稳定性 总被引：12，自引：0，他引：12
本文针对几种有一般阻尼的动力系数数值积分的显式方法，讨论了阻尼对稳定性的影响，并建议了瑞利阻尼介质有限元离散模型中动力分析数值稳定性的实用稳定判别方法。 相似文献
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利用六面体单元和三线性插值函数，推导出在任意弹性各向异性介质中三维三分量波动方程所满足的有限元方程．给出用时域有限差分求解该有限元方程时，时间、空间采样率和弹性参数应满足的稳定性条件．提出避免每一时间步都求解一大型线性代数方程组的方法．在开始求波场前，先求质量矩阵的逆的因子形式，以后每时间步只需作刚度矩阵的逆的因子形式与向量的乘积运算，可大大提高有限元素法在微机上进行波动方程数值模拟的运算速度．结合两个数值模拟算例，说明该方法的可行性，并与伪谱法作了计算速度的比较，有限元法的计算速度高于伪谱法的计算速度． 相似文献
6.
逆时偏移是基于双程波波动方程进行波场逆时外推,再利用成像条件提取成像值,进而实现偏移成像的一种方法.目前,RTM已经由各向同性介质推广到了TI介质,包括VTI介质和TTI介质.考虑了各向异性因素的逆时偏移技术能更好地满足日益增长的勘探精度的要求,进一步提高和改善成像效果.在回顾各向异性介质逆时偏移发展历史的基础之上,本文针对于国内外TTI介质逆时偏移当前的研究现状进行了概述,并对目前TTI介质逆时偏移方法中所存在的特有的数值稳定性和qSV波人为干扰压制问题的解决方法进行了归纳总结.最后对逆时偏移未来的发展方向和研究重点进行了展望. 相似文献
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通过初始条件激励下多自由度体系动力响应数值模拟以及对不同模拟方法加速度序列模拟结果的比较分析,研究了PJ方法、BW方法和LL方法的性态,如收敛性、稳定性、精度以及相关问题.取得的主要研究结果是:积分步长Δt=0.1T2min可以作为保证BW方法数值精度和稳定性的充分条件;在该条件得到满足情况下,BW方法较之PJ和LL方法均有显著的综合优势,特别是相对精度方面的优势可以达到数量级水平.研究结果表明,显式方法可在大型有限元动力分析软件中逐渐起到更加重要的作用. 相似文献
8.
三角网格有限元法能够准确模拟复杂构造和复杂介质条件下的地震波场,数值频散和稳定性条件是地震波数值模拟中参数选择的主要依据.基于均匀的线性三角网格单元,根据结构刚度矩阵的组装原理以及平面波理论,推导了集中质量矩阵下两种网格结构的声波频散函数以及稳定性条件,并对数值频散特性以及稳定性进行了详细研究:三角网格单元中波动的数值频散除了受到空间采样间隔、单元网格纵横比和波传播方向等常规因素的影响外,还受到网格布局的影响,过锐或过钝的三角单元会对波动数值频散产生不良的影响,不同类型的单元网格、单元纵横比对应着不同的稳定性条件,正三角单元中的波动具有较好的数值频散特性,其数值各向异性(频散随波传播方向的变化)效应最弱,稳定性条件也较为宽松.最后通过数值模拟直观地验证了以上分析结果,为有限元正演三角网格的剖分和参数的设置提供一定的理论依据. 相似文献
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稳定性问题是地震波数值模拟的一个重要问题.基于地震波传播理论,从黏弹介质本构方程出发,对矩形网格下不同黏弹模型波动方程有限差分解的稳定性进行了理论分析,导出了Kelvin-Voigt黏弹模型和Maxwell黏弹模型在任意空间差分精度下稳定性条件的表达式;给出了品质因子Q≥5时的简化式,并通过数值算例验证了理论研究结论的正确性;总结了地震波速度、频率、空间网格大小、差分系数以及品质因子与稳定性条件的关系;通过误差分析给出了近似公式的使用条件. 相似文献
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一种改善多次透射边界稳定性的措施 总被引：1，自引：0，他引：1
本提出在边界区设置粘性阻尼的方法，在保持多次透射边界精度的同时可以消除波动数值模拟中的高频振荡失稳现象，中就出平面波动情形分析了采取和未采取这一措施时多次透射边界的稳定性和精度，给出相应的稳定性条件，所得结果表明了这一方法的有效性，中的算例验证了分析结果。 相似文献
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防屈曲支撑的工作机理及稳定性设计方法 总被引：4，自引：0，他引：4
防屈曲支撑(BRBs)是一种兼具普通支撑和金属耗能阻尼器双重功能的新型支撑形式。虽然其概念简单明确,但是工作机理却较为复杂,而目前人们对此类支撑的本质工作机理还没有得到充分的认识,因此很难提出较为全面合理的构件稳定性设计方法。本文对防屈曲支撑的工作机理进行了剖析,比较了目前已有的构件整体稳定性设计方法并指出了其中存在的问题,进一步提出应重点考虑间隙、边界条件以及摩擦力等因素的"强度-刚度"整体稳定设计方法的观点;从理论上推导了支撑内芯屈服段与约束构件之间的局部挤压力计算公式,揭示了支撑构件局部失稳破坏的机理,并进一步提出应重点考虑内芯板件宽厚比、间隙以及局部约束条件三者相关关系的支撑构件局部稳定设计方法的观点。 相似文献
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Arnol'd Nonlinear Stability Theorems and their Application to the Atmosphere and Oceans 总被引：2，自引：0，他引：2
Within the context of atmospheric and oceanic fluid dynamicsthe problems of nonlinear stability and instability, particularlythe Arnol'd second type nonlinear stability, are surveyed.The stability criteria obtained by means of the energy-Casimirand energy-Lagrange methods are presented for a varietyof models, the estimates for various generalized perturbationenergy and enstrophy are given. Potential applications of thesecriteria are shown in the estimation of bounds on the perturbationenergy and enstrophy, in the diagnostic study of the persistence orbreakdown of jet flows in the middle and high latitudes, and in theverification of the validity of the tangent linear model in bothatmospheric dynamics and oceanography.Some further research results are also highlighted. 相似文献
13.
利用锁相环数字频率合成电路研制的质子磁力仪测程标定信号源，其频率准确度和稳定度都保证了维修和标定的要求，经实验证明，可靠性和抗干扰性强，解决了实际工作的需要。 相似文献
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多次透射公式实用形式稳定性分析 总被引：1，自引：1，他引：0
景立平 《地震工程与工程振动》2004,24(4):20-24
本文以二维出平面波动方程为例,利用数值方法研究了多次透射公式的实用形式的稳定问题,结果表明：多次透射公式的实用形式与波动方程的集中质量显式有限元结合,不但存在零频漂移,而且同样存在高频振荡失稳,而与中心差分方法结合仅存在零频漂移失稳。 相似文献
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The stability of individual soil aggregates to impacting water drops is now regarded as a fundamental parameter required in any soil erodibility assessment. This stability has been measured by the use of single drop rainfall simulators, the characteristics and operation of which have, in the past, shown considerable variation. The drop sizes, impact frequency, drop fall height, chemistry of drop-forming liquid, aggregate pretreatment, and definition of breakdown affect the way in which the apparatus can be used to define stability. Within this paper each one of these characteristics is considered and a piece of apparatus proposed which is believed to give results with increased consistency and replicability. The described apparatus can be readily reproduced in any laboratory situation, and has the added advantage of being not only appropriate for the measurement of indices of stability, but also of providing an environment in which the mechanisms of aggregate breakdown can be investigated. 相似文献
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A series of numerical studies on the behaviour of magnetic fields and motions in a spherical body of an electrically conducting incompressible fluid have been carried out. The magnetic field was assumed to be maintained by a given electromotive force inside the body and to continue as a potential field in outer space. In view of the motion an external forcing was taken into account, and boundary conditions were considered which correspond to a stress-free surface. The stability of several steady states has been studied as well as the evolutions starting from unstable states. In this paper a configuration with a poloidal magnetic field and a differential rotation, both symmetric about the same axis, is considered. This configuration is stable only for sufficiently small Hartmann numbers but evolves, if disturbed, in the case of larger Hartmann numbers toward a non-axisymmetric state. In this case the well-known symmetrization effect of differential rotation in magnetic fields is destroyed. 相似文献
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This study explores surface-layer stability effects on the Penman-Monteith (P-M) method, one of the most widely used methods to estimate evapotranspiration (ET). Stability correction is applied to the original (neutral stability) formula by using atmospheric exchange coefficients developed by Louiset al. (1981). First, the effects of stability on the P-M formula are explored theoretically. ET is then computed from field data using both P-M formulas and the values are compared to measured ET from Bowen-ratio and lysimeter data. Theoretical investigation of the P-M formula is performed by varying stability conditions for a range of vapor pressure deficit and canopy conductance. Infinitely large canopy conductance (zero canopy resistance) gives potential ET with results similar to Mahrt and Ek (1984): the stability-dependent formula gives larger (smaller) potential ET than the original formula under unstable (stable) conditions. For finite canopy conductance, ET behaves differently from potential ET as a result of coupling between canopy and atmospheric conductances. Stability-dependent ET values become smaller than the original formula values under extreme unstable conditions (when atmospheric conductance becomes large compared to canopy conductance) because stability-dependent sensible heat flux is considerably larger than its neutral counterpart under same net input energy. Field data collected during both wet and dry growing seasons indicate that both P-M formulas track the Bowen-ET estimates and lysimeter measurements quite closely. 相似文献