基于高斯过程的高空间分辨率振型识别

作     者：李宾宾 叶挺 兰春光 LI Binbin;YE Ting;LAN Chunguang

作者机构：浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院海宁314400 浙江大学平衡建筑研究中心杭州310058 浙江大学建筑设计研究院有限公司杭州310058 北京市建筑工程研究院有限责任公司北京100039 

出 版 物：《东南大学学报(自然科学版)》 (Journal of Southeast University:Natural Science Edition)

年 卷 期：2025年第55卷第1期

页      面：51-58页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51908494) 

主　　题：结构健康监测 高斯过程 振型扩展 不确定性量化 物理约束 

摘      要：为解决有限数量传感器条件下的结构全场振型识别问题,提出了一种基于高斯过程先验的贝叶斯模态识别方法。该方法基于贝叶斯推断原理,有效融合了有限元模型与模态识别数据。首先,通过不确定性有限元分析或工程经验,考虑多物理约束,建立了全场振型的高斯过程先验模型。其次,引入振动测量数据,在高斯过程先验基础上融合贝叶斯模态识别结果,构建全场振型的后验概率分布模型。最后,利用实验室剪切模型和广州塔标准模型进行全场振型识别,验证所提方法的有效性。结果表明,所提方法可利用有限振动测点获得结构的高空间分辨率振型,并实现其不确定性定量分析,可有效应用于结构健康监测。