共查询到20条相似文献，搜索用时 156 毫秒
1.
《地震工程与工程振动》2021,41(2)
复阻尼模型具有每周期耗散能量与外激励频率无关的优点,但自由振动解中存在发散项。基于复阻尼模型的等效滞变阻尼模型不仅保留了相应的优点,且克服了时域发散的缺陷。本文在模态叠加法的基础上,提出了基于滞变阻尼模型的反应谱CQC法,并利用时域精确解验证了所提方法的正确性。在此基础上,以反应谱和相关系数为分析对象,对比了基于滞变阻尼模型的反应谱CQC法和基于黏性阻尼模型的反应谱CQC法。算例分析表明:小阻尼比情况下,两种方法的计算结果近似相等;大阻尼比情况下,两种方法计算所得的反应谱值和相关系数皆差异较大;大阻尼比结构需依据结构材料的阻尼特性,选择合适的反应谱CQC法。 相似文献
2.
近些年来提出的数值方法虽克服了应用复阻尼模型求解动力响应时可能出现的发散现象,但其计算过程繁杂且不能表达出结构动力特性及响应随结构参数的变化规律。论文参照三对角Toeplitz矩阵特征值问题的数学解法,推导出水平剪切型结构各阶自振频率、振型函数的解析形式。通过对运动方程进行Fourier变换,得到复阻尼理论下结构的传递函数解析式,直观地表达出结构动力特性及响应随结构参数的变化规律。最后通过算例对比分析,结果表明:提出的复阻尼模型的解析计算方法克服了时域发散问题,并与时域数值计算方法的位移响应时程对比发现,两种方法得到的时程曲线吻合程度较高,位移峰值也基本一致。同时,对比两种方法在底层刚度变化时的动力响应,解析方法的计算曲线更光滑,避免了数值方法的离散误差问题。 相似文献
3.
一种时域复阻尼本构方程 总被引：3，自引：2，他引：1
为了将复阻尼理论应用于时步积分计算,本文根据文献［１］提供的建立时域复阻尼本构的思路,首先讨论了通过组合标准线性体构成与复阻尼理论在具有工程意义的频段内等效的时域本构方程的方法,即通过适当选取本构参数使滞回阻尼比和弹性模量与复阻尼理论相应值基本保持一致。然后,用一维波动数值模拟实例,对比了本文建议的本构方程、频域复阻尼理论及粘性阻尼本构对计算结果的影响,论证了本文建议的本构方程应用于地震工程的可行 相似文献
4.
5.
混合结构的阻尼矩阵不满足经典阻尼条件,导致传统的模态叠加法无法适用。复阻尼理论无法适用于时域计算,其自由振动响应中存在发散现象。针对混合结构的阻尼矩阵非比例性和复阻尼理论的时域发散性,基于频域等效原则构建了求解Rayleigh阻尼系数的数学优化模型,进而得到与复阻尼理论等效的Rayleigh阻尼运动方程。算例分析表明:依据位移时程响应和结构等效阻尼比可证明Rayleigh阻尼运动方程的正确性。基于本文研究成果,等效复阻尼理论的混合结构Rayleigh阻尼运动方程可直接采用模态叠加法,结合其确定的结构等效阻尼比,为混合结构的振型分解反应谱法提供理论依据。 相似文献
6.
三维大模型数值计算因巨大的单元和结点数目而非常耗时,在地震响应分析中受计算时间步长的限值则更加耗时。在饱和砂土动力液化计算平台上开发时域离散误差评估方法和时间步长自适应调整的计算程序,并成功应用于三维堤坝地震液化响应分析。时域离散误差包括土骨架的位移误差和单元孔压误差,通过定义孔压误差影响系数计算出混合误差,根据混合误差和设定的误差允许值进行计算步长的自适应调整。在三维堤坝地震液化数值模拟中,采用自适应时间步长法有效避免小步长精确但耗时、大步长省时而不精确的缺点。在大模型和超大模型计算中,最优调整每一步的计算时间步长,完美实现既节省时间又不失精度的时域离散策略。 相似文献
7.
土层地震反应的数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
利用土层地震反应分析的一维模型,系统地讨论了波动数值模拟时域算法的基本概念,首先阐明了模拟上层下卧基岩的精确辐射条件与多次透射公式之间的关系,给出了实现精确辐射条件的简化方法,然后将此边界条件与土层有限元运动方程结合,提出了半无限土层地震反应的一种解耦的有限元算法,本文还进行了这一算法的数值模拟试验,讨论了时域算法较之常用的频域算法的优点,复阻尼和粘性阻尼影响的差异以及研究与复阻尼理论对应的时域, 相似文献
8.
本文对海洋平台结构地震反应运动方程中的非线性流体阻力项,按振动一周力作功相等的原则,等效为线性的粘滞阻尼力。在等效的过程中,作者提出了所谓“拟静态位移”的概念,用它代替等效粘滞阻尼系数中与频率有关的位移幅值,从而使计算大为简化。文中还以一简单的海洋工程结构为例,按该近似方法计算了它在某地震记录输入下的反应,并与“Fourier变换-时域迭代混合法”计算的结果进行了对比。结果表明:利用本文的近似方法计算海洋平台结构的地震反应不仅速度快、费用少,而且具有较高的精度。 该法还可以推广应用于同时受地震荷载及波浪荷载作用的海洋平台结构的反应分析。 相似文献
9.
为了研究复阻尼模型下连续刚构桥的地震响应,文章讨论了利用复阻尼模型求解连续刚构桥地震响应的方法,并按相同的阻尼比,分别采用复阻尼模型和黏性阻尼模型计算了后渚连续刚构桥在不同地震动作用下的响应,将计算结果进行对比,分析了两种不同的阻尼模型对地震响应影响的差别。结果表明,采用不同类型的阻尼对地震响应影响很大,以复阻尼计算出的响应幅值作为设计值,更加偏于安全,对于保证桥梁结构的抗震安全更可靠。 相似文献
10.
11.
本文讨论了利用黏性阻尼和复阻尼模型求解结构动力响应的方法;按相同的阻尼比,分别采用复阻尼模型和黏性阻尼模型计算了两个框架结构在不同地震波作用下的响应,并将结果进行对比,分析了两种不同的阻尼模型对结构动力响应的影响。结果表明,采用不同类型的阻尼对结构响应影响很大。 相似文献
12.
《地球物理学进展》2017,(3)
复杂地表条件下的有限差分地震波场的数值模拟,由于受到低速层和地表起伏的限制,模型速度分布范围变大,一般使用精细的差分网格来抑制频散,提高模拟分辨率,但精细网格会显著增加计算成本.为了能有效地解决这一问题,本文提出一种步长自适应有限差分波动方程数值模拟方法.(1)新方法根据模型中的介质速度分布,对不同的速度区域采用与该速度匹配的空间步长,实现对模型空间网格的步长自适应精细划分.对于速度分布范围大的复杂地表模型,新方法不仅能够极大地减少模型的网格节点数,同时又能提高波场的时间采样步长,减少时间采样数,提高计算效率.(2)推导了不同步长边界网格节点Laplace算子的二阶有限差分表达式,避免了在这些结点进行插值计算产生的假扰动和数值不稳定问题.(3)为了降低有限差分产生的数值频散,本文在常规的差分方程中增加了一频散校正项,能有效地衰减了高波数成分,抑制了数值频散.对复杂近地表的波场数值模拟结果表明,本文提出的步长自适应新方法能够有效减少网格节点数和时间采样数,极大地提高计算效率,计算量比常规粗网格增加一些,但效果能够达到了常规精细网格的模拟结果. 相似文献
13.
本文基于Kjartansson常Q模型理论，推导了常Q衰减介质中黏声波和黏弹性波的速度-应力方程，并采用基于二项式窗函数的优化交错网格有限差分方法进行了数值模拟，同时引入不分裂的复频移卷积完全匹配层(CPML)吸收边界条件，以消除边界反射.使用基于自适应时间步长记忆方法的中心差分近似时间分数阶导数，与常用的短时记忆方法相比，提高了波动方程的离散化精度和计算效率.通过对比均匀模型下声波的数值解与解析解，验证了算法的精确性，并进一步分析了不同品质因子下地震波的频散及衰减特征.对BP盐丘模型的数值模拟结果可以较好地反映本文数值方法对复杂介质的适应性及频散压制效果. 相似文献
14.
《地震工程与工程振动》2017,(3)
本文简要综述了时域连续Galerkin(TCG),改进TCG,以及时域间断Galerkin(TDG)以及高阶单步法等几种典型的高阶时域积分算法。若采用p阶多项式对基本未知量进行插值近似,采用单场格式的常规TCG算法、改进TCG算法、两场格式的TDG算法求得的位移和速度分别具有p、2p、2p+1阶收敛精度,在计算成本相当的情况下,改进TCG算法具有最高收敛精度。高阶单步法多为后处理的算法,大多具有4阶精度。相比最常用的二阶算法,高阶单步法操作简单,易于实施,保留二阶算法无条件稳定、计算效率高等优点,可对二阶算法进行误差估计,并可根据精度需求,指导时间步长自适应调整。 相似文献
15.
P-SV波斜入射时成层半空间自由场的时域算法 总被引：3，自引：0，他引：3
刘晶波和王艳提出了一种弹性水平成层半空间中平面P-SV波斜入射时平面内自由波场时域计算的一维化有限元方法,该方法采用黏性人工边界条件近似地模拟下部基岩半空间的辐射阻尼,可导致平面P-SV波以大角度入射时自由场计算精度降低.本文提出一种精确模拟基岩半空间辐射阻尼的人工边界条件.由于基岩半空间中外行波是传播方向已知的平面P波和SV波,利用弹性介质的应力-位移本构关系建立了人工边界处应力与速度的阻抗边界条件;采用该人工边界条件替代黏性边界条件,改进了P-SV波斜入射时成层半空间自由场的时域算法.数值试验表明,与采用黏性边界条件的自由场算法相比,改进方法具有更高的计算精度,其计算结果与理论解吻合更好. 相似文献
16.
交错网格方法（SG）和最优近似解析离散化方法（ONADM）是两类典型的地震波场数值模拟方法.两类方法各有其优势，相对于ONADM方法，SG方法在单个时间层内的计算更为简单；相对于SG方法，ONADM方法可以在较大空间步长条件下有效压制数值频散.结合两种方法的优势，本文提出了一种新的地震波场模拟方法（SG-ONADM）.该方法对控制方程中的一阶偏导数采用SG方法给出的一阶偏导数近似公式，高阶偏导数采用ONADM方法给出的高阶偏导数逼近公式.理论分析及数值算例表明，SG-ONADM方法保留了两种方法的优势，不仅能在较大空间步长条件下有效压制数值频散，同时具有较低的内存需求量；在对同一计算区域进行波场模拟时，SG-ONADM方法的计算效率要高于SG方法和ONADM方法.最后，我们使用SG-ONADM方法进行黏滞声波波场模拟，研究了黏滞声波在复杂介质中的传播. 相似文献
17.
海底隧道体系地震反应分析方法 总被引：3，自引：2，他引：3
本文研究海底隧道体系在深部一个底面处给定的地震动作用下的反应分析方法。研究中计及了海水的影响,采用了有限元模型和时域解法。其中,根据作者的先期研究结果,给出了考虑海水影响的质量矩阵的形成方法根据岩-土叠合一类体系的阻尼分布特点,以及不再适宜用经典阻尼矩阵描述体系相应特性的考虑,经过物理分析,给出了与问题的物理图式符合较好的阻尼矩阵的形成方法;最后对一实例进行了数值计算和结果分析,说明了有关的几个问题。 相似文献
18.
结构地震反应数值分析的解析递推格式 总被引：2，自引：0，他引：2
李大华 《地震工程与工程振动》1992,12(3):48-54
本文较为系统地给出了线性多自由度结构系统不等时间步长地震反应数值计算单步法和两步法共六种求解状态的解析递推格式,并且讨论了该算法的某些数值分析特性。本文算法计算精度高,可以求解非正交阻尼问题,是无条件稳定的算法,且满足收敛性要求。 相似文献
19.
自适应时间步长法在土体冻结水热耦合模型中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
由于相变的存在,土体冻结过程中的温度传导与水分迁移是一个复杂的物理过程。为了更好地描述冻结过程中水分与温度的变化规律,通过对不饱和土体水分传导方程的研究,考虑冻结过程中的相变,建立了一维冻土水热耦合模型。给出了相应的差分与有限元程序,并对室内冻结实验进行了模拟。提出误差因子的概念,通过对程序计算中时间步长与计算用时、误差关系的分析,论证了进行时间步长优化的必要性。在两种不同数值方法的对比中,体现了有限元计算的稳定性。提出了调整后的自适应时间步长计算方法。计算结果表明,优化时间步的自适应步长法,在不影响模型计算准确度的前提下,可以大幅减少计算用时,提高计算效率。 相似文献
20.
近年来，基于Lowrank近似的qP波正演模拟受到广泛关注。通常的Lowrank近似两步法波场外推虽然也能消除伪横波干扰，但是两步法依赖一个实值的相位函数，且在大时间步长不适用。基于Lowrank近似的qP波一步法波场外推方法具有处理复值相位函数的能力，对相位函数进行改进，加入速度梯度项，并成功应用于TTI介质qP波正演模拟。通过试验可知:基于Lowrank近似的一步法波场延拓具有传统两步法的优点，无伪横波干扰，在大时间步长波传播时比两步法更加稳定；各向异性情况下，一步法波场外推适用于任意倾角情况下，波场模拟结果清晰准确，没有发生不稳定。 相似文献