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华中科技大学学报（自然科学版） 2016年第4期44卷 63-67,73页

作者：黄正何锃张栋梁江雯华中科技大学土木工程与力学学院工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室湖北武汉430074

为了精确高效地求解不同约束的输流管道固有频率问题,提出应用基于非均匀有理B-样条(NURBS)的等几何配点法.利用NURBS基函数导数的连续性质,直接离散输流管道强形式的控制微分方程,得到与固有频率有关的特征值问题.通过与高阶模态截断... 详细信息

为了精确高效地求解不同约束的输流管道固有频率问题,提出应用基于非均匀有理B-样条(NURBS)的等几何配点法.利用NURBS基函数导数的连续性质,直接离散输流管道强形式的控制微分方程,得到与固有频率有关的特征值问题.通过与高阶模态截断的伽辽金法计算结果进行对比,验证了本文数值方法的正确性和有效性;不同边界条件组合下输流管道的固有频率均达到较高的计算精度,表明本方法能够有效地处理输流管道这类实际工程问题.

关键词：输流管道等几何分析配点法非均匀有理B样条固有频率

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基于主动学习Kriging模型和子集模拟的可靠度分析

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应用力学学报 2016年第5期33卷 866-871,939页

作者：黄晓旭陈建桥华中科技大学力学系武汉430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

工程结构的功能函数大多数具有隐式非线性程度高的特点,且失效概率较小,需要复杂的有限元分析计算。针对工程实际中大量存在的小失效概率问题,本文提出了基于主动学习Kriging模型和子集模拟方法相结合的可靠度分析方法——AK-SS。AK-SS... 详细信息

工程结构的功能函数大多数具有隐式非线性程度高的特点,且失效概率较小,需要复杂的有限元分析计算。针对工程实际中大量存在的小失效概率问题,本文提出了基于主动学习Kriging模型和子集模拟方法相结合的可靠度分析方法——AK-SS。AK-SS方法有子集模拟求解小失效概率和主动学习的Kriging模型代替真实功能函数的优势。该方法首先采用Kriging模型代替真实功能函数,通过主动学习方法逐步扩充实验设计点,逐步改善Kriging模型的精度;然后利用子集模拟方法的基本思路,通过引入合理的中间失效事件计算小失效概率。结果表明,AK-SS方法在保证结果精度的同时减少了功能函数的评估次数,对于工程实际中具有隐式功能函数的小失效概率计算问题具有较强的应用前景。

关键词：功能函数主动学习 Kriging模型子集模拟方法小失效概率

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基于主动学习Kriging模型的可靠性分析

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固体力学学报 2016年第2期37卷 172-180页

作者：黄晓旭陈建桥华中科技大学力学系武汉430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

论文采用Kriging模型代替结构真实功能函数,引入主动学习函数,序列选择最佳样本点,在每次迭代中加入最佳样本点更新Kriging模型.与直接的蒙特卡洛方法相比,主动学习Kriging模型仅需要少量的结构分析就能够得到精度较高的可靠度结果,适... 详细信息

论文采用Kriging模型代替结构真实功能函数,引入主动学习函数,序列选择最佳样本点,在每次迭代中加入最佳样本点更新Kriging模型.与直接的蒙特卡洛方法相比,主动学习Kriging模型仅需要少量的结构分析就能够得到精度较高的可靠度结果,适用于实际工程具有隐式功能函数的结构可靠性分析.论文通过三个数学算例,从最佳样本点的分布情况、功能函数的拟合程度及可靠度计算结果出发对四种学习函数进行对比研究,最后对具有隐式功能函数的悬臂板进行可靠度分析.结果表明,主动学习函数的引入,合理选择了Kriging模型所需的样本,提高了计算效率,同时,学习函数的选择对结构可靠性分析结果也存在影响.

关键词：可靠性分析主动学习 Kriging模型最佳样本点

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基于等几何配点法的柔索非线性动力学分析

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华中科技大学学报（自然科学版） 2016年第12期44卷 1-6页

作者：张栋梁何锃黄正江雯华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉430074 华中科技大学工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室湖北武汉430074

针对柔索结构非线性动力学问题,提出了基于非均匀有理B样条(NURBS)的等几何配点法.利用哈密顿原理建立了耦合三个平动自由度和一个扭转自由度的柔索非线性运动方程,基于等参元的思想,利用NURBS基函数的高阶连续性和配点离散强形式的控... 详细信息

针对柔索结构非线性动力学问题,提出了基于非均匀有理B样条(NURBS)的等几何配点法.利用哈密顿原理建立了耦合三个平动自由度和一个扭转自由度的柔索非线性运动方程,基于等参元的思想,利用NURBS基函数的高阶连续性和配点离散强形式的控制偏微分方程组,采用Newmark-β时间积分与修正的Newton-Raphson非线性迭代法求解离散动力学方程.通过与传统有限元法计算结果对比,验证了该数值方法的准确性和高效性.进一步分析了等几何配点法典型的收敛特性,表明该方法能有效处理非线性动力学问题.

关键词：等几何分析配点法柔索结构非线性动力学非均匀有理B样条

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板声致非线性振动等几何分析

板声致非线性振动等几何分析

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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：张恒堃江雯何锃黄辉工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室湖北武汉 430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室湖北武汉 430074 华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉 430074

预测在声载荷激励下的板的非线性振动是一项非常有挑战的计算任务.降阶非线性模型已经被证明在模拟声载和热载作用下的简单板的振动中的精确性和高效性.目前有学者把等几何法用于Kichhoff板和Mindlin板的动态分析,并且取得了不错的计算... 详细信息

预测在声载荷激励下的板的非线性振动是一项非常有挑战的计算任务.降阶非线性模型已经被证明在模拟声载和热载作用下的简单板的振动中的精确性和高效性.目前有学者把等几何法用于Kichhoff板和Mindlin板的动态分析,并且取得了不错的计算效果,它是一种新提出来的基于非均匀B样条插值的数值方法,能够把CAD和CAE有效结合起来,并且具有比一般方法更高的精度.本文利用等几何有限元法研究声载作用下板的动力学行为,讨论了在声载荷幅度变化时,板振动由线性向非线性转变的过程,分析了其动力学特征;参考Maestrello 和Frendi等(Maestrello,L.,Frendi,***,Nonlinear vibration and radiation from a panel with transition to chaos(1992)AIAA Journal,30(11),pp.2632-2638.)的实验结果,分析对照了数值模拟结果的可靠性;此外,将对该问题的动力学分析结果与传统有限元结果进行对比,讨论了两种数值法处理此问题的可靠性、精度及计算效率,并对此类非线性问题的求解方法选择给出了总结和建议.

关键词：等几何分析非线性板振动有限元方法降阶模型

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同时考虑直接、间接及垂直传播的传染病进化动力学研究

同时考虑直接、间接及垂直传播的传染病进化动力学研究

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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：王梦月江雯工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室湖北武汉 430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室湖北武汉 430074 华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉 430074

绝大多数传染病可以通过多种途径进行传播，最常见的传播途径为直接传播、间接传播。现有的分析表明：传播途径的强度会影响传染病对宿主的致死率(即毒性)的进化。目前的研究大多侧重于单独考虑直接传播、间接传播对毒性进化的影响，或... 详细信息

绝大多数传染病可以通过多种途径进行传播，最常见的传播途径为直接传播、间接传播。现有的分析表明：传播途径的强度会影响传染病对宿主的致死率(即毒性)的进化。目前的研究大多侧重于单独考虑直接传播、间接传播对毒性进化的影响，或同时考虑直接和间接传播相对强度对毒性进化的影响。然而，传染病的传播途径不仅仅局限于上述两种传播途径，许多传染病可由亲代传递至子代，即垂直传播。例如：HIV、乙肝等常见传染性疾病，垂直传播均为不可忽视的传播途径。本文主要考虑在三种传播途径同时作用下，传染病毒性的进化情形。建立了考虑三种主要传播途径，即直接、间接和垂直传播途径在内的传染病进化动力学模型，通过引入突变菌株来研究菌株毒性的进化。在自适应动力学框架下，通过对进化奇点策略(使突变菌株的基本再生数最大化时的毒性)稳定性的研究可以得出毒性进化的不同情形。基于上述模型可以得出：间接传播使菌株朝着强毒性进化，直接传播和垂直传播使菌株朝着弱毒性进化。在讨论不同传播途径的相对强度对毒性进化的影响时，通过改变相应参数的取值即可改变与该参数相对应传播途径的强度。在未考虑垂直传播前，参数在较大范围内变化时系统均可维持一强一弱菌株共存的情形，加入垂直传播后，改变参数可使系统中进化奇点策略的数量及大小快速发生改变，此外垂直传播会对强毒性有一定的削弱作用。即在三种传播途径共同作用下，间接传播占优时系统最终进化为中强毒性菌株占主导的情形;而当间接传播被削弱时，直接和垂直传播得到强化，此时系统最终进化为弱毒性而不是无毒菌株占优的情形;当三种传播途径强度相当时，系统会出现多种菌株共存的可能。考虑垂直传播后，毒性进化的情形更加符合实际情况。

关键词：自适应动力学直接传播间接传播垂直传播毒性进化

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基于压电分流阻尼的输流管振动控制研究

基于压电分流阻尼的输流管振动控制研究

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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：刘文博王琳代胡亮华中科技大学土木工程与力学学院力学系武汉 430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉 430074

流体诱发的输流管流固耦合振动模型，被认为是动力学研究领域的一个新范例。在工程实际中输流管系统一旦发生失稳振动，可能带来不可估量的损失。因此，如何有效地控制输流管的振动一直是学术界和工程界关注的重要问题。压电材料作为一... 详细信息

流体诱发的输流管流固耦合振动模型，被认为是动力学研究领域的一个新范例。在工程实际中输流管系统一旦发生失稳振动，可能带来不可估量的损失。因此，如何有效地控制输流管的振动一直是学术界和工程界关注的重要问题。压电材料作为一种智能材料，以其良好的机电耦合特性，在结构振动控制方面有着广泛的应用。本文通过在输流管上下表面黏贴压电材料，并外接一个由电感-电阻-电容组成的LRC回路来控制输流管的稳定性和振动。基于Euler-Lagrange原理，建立了悬臂输流管-LRC回路的耦合控制微分方程组。详细分析了压电片的长度、黏贴位置、外接电容-电阻-电感参数对振动控制的影响。研究表明，压电分流阻尼系统能有效地改变发生颤振失稳的临界流速，减小悬臂输流管自由端的振幅。压电分流阻尼系统的振动控制效果由LRC回路参数决定，通过参数优化可以找到最优控制参数，使控制效果达到最佳。

关键词：输流管道压电分流阻尼振动控制临界流速颤振

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输流管道稳定性与非线性动力学行为研究

输流管道稳定性与非线性动力学行为研究

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第十届全国动力学与控制青年学者学术研讨会

作者：王琳代胡亮华中科技大学力学系华中科技大学工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室

输流管道在航空航天、机械、水电、海洋工程以及微流体器件中都有重要应用。输流管模型已成为动力学问题研究的一个新范例,即使最简单的输流直管结构也蕴含着丰富的动力学行为。本报告结合作者近年来的研究工作,介绍输流管道的稳定性机... 详细信息

输流管道在航空航天、机械、水电、海洋工程以及微流体器件中都有重要应用。输流管模型已成为动力学问题研究的一个新范例,即使最简单的输流直管结构也蕴含着丰富的动力学行为。本报告结合作者近年来的研究工作,介绍输流管道的稳定性机理和非线性振动行为,汇报内容如下:(1)针对宏观尺度输流管道结构,总结了动力系统的稳定性机理,并给出几种稳定性调节的可能方法。在此基础上,初步分析了输流直管的非线性涡激振动问题,讨论了输流曲管的非线性参数振动现象。(2)针对微纳尺度输流管道结构,总结了几种与小尺度相关的动力学模型,介绍了振动特性的尺度效应现象。对于微尺度输流管道的非线性问题,分析了悬臂系统的颤振失稳以及间隙支撑引起的非线性动力学行为。(3)最后,讨论了输流管道动力学问题的一些可能研究方向。

关键词：稳定性机理管道稳定性非线性动力学行为动力学问题

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输流管道稳定性与非线性动力学行为研究

输流管道稳定性与非线性动力学行为研究

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第十届动力学与控制青年学者学术研讨会

作者：王琳代胡亮华中科技大学力学系武汉430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

输流管道在航空航天、机械、水电、海洋工程以及微流体器件中都有重要应用。输流管模型已成为动力学问题研究的一个新范例，即使最简单的输流直管结构也蕴含着丰富的动力学行为。本报告结合作者近年来的研究工作，介绍输流管道的稳定性...

输流管道在航空航天、机械、水电、海洋工程以及微流体器件中都有重要应用。输流管模型已成为动力学问题研究的一个新范例，即使最简单的输流直管结构也蕴含着丰富的动力学行为。本报告结合作者近年来的研究工作，介绍输流管道的稳定性机理和非线性振动行为，汇报内容如下：(1)针对宏观尺度输流管道结构，总结了动力系统的稳定性机理，并给出几种稳定性调节的可能方法。

关键词：

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基于压电俘能的驰振控制策略研究

基于压电俘能的驰振控制策略研究

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第十届动力学与控制学术会议

作者：代胡亮王琳华中科技大学土木工程与力学学院工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室

当横向流经过非圆截面结构,且流速超过临界值时,结构便会发生振动,且幅值随着流速增大而增加。这种速度相关、阻尼可控的不稳定振动行为被称为"驰振"。驰振可对结构自身乃至整个系统产生破坏性行为,因此,如何有效控制驰振一... 详细信息

当横向流经过非圆截面结构,且流速超过临界值时,结构便会发生振动,且幅值随着流速增大而增加。这种速度相关、阻尼可控的不稳定振动行为被称为"驰振"。驰振可对结构自身乃至整个系统产生破坏性行为,因此,如何有效控制驰振一直是学术界和工程界关注的重要科学问题。本文通过在结构内部放置一小型压电俘能器来有效控制结构的驰振运动;该俘能器由压电悬臂梁和质量块组成。基于Euler–Lagrange法,建立了结构系统的非线性动力学控制方程组。研究表明,当结构发生驰振时,通过调节俘能器的外接电阻及质量块重量,可以将结构振动部分地转化为可利用的电能,甚至降至为零。详细分析了电阻对结构耦合频率及阻尼的影响,并研究了不同电阻及质量块重量引起结构临界流速的变化规律。结果显示,存在最优电阻及质量块重量使得结构的临界流速达到最大,这大大提高了结构的稳定性。此外,本文还分析了不同流速下,电阻和质量块重量对结构振动幅值及俘能器能量采集性能的影响。研究发现,恰当的电阻和质量块重量不仅能有效控制结构的振动幅值,还能俘获较高的电能从而为微电子器件设备提供能量。

关键词：驰振能量采集临界流速振动控制非线性振动

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