近断层地震动双规准伪速度谱及其应用

具有向前方向性效应特征的地震动与普通远场地震动存在明显差异.作者曾尝试结合简单脉冲和近断层地震动参数衰减关系提出此类地震动的设计谱模型.为进一步检验所提出设计谱的适用性,分析了53条典型近断层方向性效应地震动的伪速度谱、规准伪速度谱和双规准伪速度谱,发现方向性效应地震动的双规准伪速度谱在土层和岩石场地上具有差别明显,且离散性小的特点.考虑场地条件的影响,基于双规准伪速度谱预测了近断层方向性效应地震动的设计谱,并与此前的研究结果进行了对比.结果表明,场地条件对于近断层方向性效应地震动影响显著;位于近断层岩石场地的建筑结构,尤其是中、短振动周期结构,可能比土层场地更易于遭受破坏.最后,提出了用于近断层结构抗震分析的简单脉冲模型的建议.

基于惯量伪速度的机械多体系统高效率动力学建模

对于多个体组成的复杂大型多体系统,传统动力学建模方法推导过程费时费力,通过形位参数建立的二阶微分方程组冗长、繁多并且计算量大难以求解。伪速度从运动的本质出发,引入速度级独立变量代替广义坐标,拓宽了独立变量的选取范围,得到了形式简洁的可积分的一阶微分方程组。笔者通过旋量递推与惯量伪速度结合,研究了高效率的建模方法,对两类伪速度进行区分,并阐述了惯量伪速度的物理含义,并得到了伪速度建模的优点。得到的对角化一阶动力学方程形式简洁,直接面向计算机编程实现,易于设计解耦控制或非交互控制,并把建模过程应用于Puma560机器人中。

利用伪速度方法压制浅海鬼波

采用基于用传统方法获取的海上单分量地震资料,估算出同一位置速度的垂直分量(伪速度),再与单分量压力数据联合,达到压制鬼波的目的。将稀疏约束的反卷积方法作为鬼波压制的关键环节,使得在浅海环境下,由海水表面引起的检波器端上、下行波干涉产生的陷波问题得到改善,同时低频能量得到增强,提高了数据的分辨率。该方法可用于海上单分量压力数据的再处理,拓宽数据的频带范围。

舰用中低频伪速度谱测量摆性能研究

以校验压电加速度计所测量的中低频段伪速度谱和取代传统低频振子、簧片仪为目的,设计一种新型测量装置-测量摆,用于测量横向冲击环境的伪速度谱。建立测量摆运动微分方程,采用Ritz-Galerkin方法进行近似求解模态频率,并用杜哈美积分方法求解冲击载荷下的最大角度响应;利用有限元软件ANSYS动力学模块建立有限元模型计算其模态频率和最大角度响应;通过振动台对测量摆原理样机进行扫频和冲击实验最终验证其测量性能。理论计算和实验结果表明,测量摆不仅能较好地校验加速度计所测的中低频段伪速度谱曲线;而且与低频振子相比,具有重量轻体积小的优势;与簧片仪相比,具有测量频域范围广的优点。

水下非接触爆炸冲击波形参数对伪速度谱的影响

为了表征水下非接触爆炸冲击波形对伪速度谱的影响,首先设计两组正负双波冲击波形,其中一组冲击波形为具相同幅值、脉宽的正弦波、三角波和锯齿波曲线的组合,另一组冲击波形为具不同幅值和脉宽的正弦波曲线的组合;然后,通过计算获得这两组冲击波形曲线的速度积分曲线和伪速度谱曲线;最后,通过分析不同冲击波形速度积分曲线和伪速度谱从而得出不同冲击波形对伪速度谱的影响。计算结果表明:波形脉宽影响低频伪速度谱,波形面积影响中频段伪速度谱,波形幅值影响高频段伪速度谱。

基于伪速度模型的三维地质模型快速构建方法

在储量计算、油气田开发方案研究、正演模拟、油气藏渗流机理研究中,构造不确定性是一个重要的影响因素。为评价构造不确定性影响,常规方法需要分步建立不同构造条件下的三维地质模型,且难以保证不同模型间地质参数分布一致性。采用新方法,只要先建立基础模型,再通过基础模型的构造层面与相应条件下构造层面建立相应虚拟速度模型,即可实现基础模型在特定条件下地质模型的快速转换,同时实现基础模型和特定模型间地质参数分布的一致性,并有较好的推广应用价值。

基于伪速度的动力学建模方法

对伪速度进行了分类分析,给出了其物理含义,并对基于伪速度的动力学建模方法进行分析,比较了各个方法的计算量.以基于空间算子代数的对角化拉格朗日动力学方程为例,对由N个体组成的链式机械臂系统的动力学建模过程进行推导.与传统的方法相比,该方法计算过程具有占用计算机内存空间少、计算效率高的特点.基于伪速度的动力学建模方法为更好地解决当前复杂机械系统的动力学建模过程复杂及计算效率不高的难题提供了有效解决途径,为实时仿真、控制奠定了基础.

电枢控制式直流电机伪微分反馈速度调节系统设计

介绍了一种对电枢控制式直流电机速度进行调节的新的控制方法———伪微分反馈控制(简称PDF)算法,讨论了这种控制系统的结构原理,并对如何确定控制系统中的控制参数给出了计算公式。计算机仿真和实验结果表明,PDF控制方法与PI控制系统相比,具有快速的瞬态响应性能、很强的负载能力以及优良的鲁棒性能。

一种带伪加速度修正的跟踪算法

为了解决处理速度与跟踪性能之间的矛盾,提出一种带伪加速度修正的跟踪算法。该算法利用球坐标系下距离、方位、俯仰的测量误差的不相关性,引入三个方向的伪加速度,建立目标运动模型、测量模型。同时结合选取最佳跟踪波门,实现了对空中机动目标的实时跟踪。与传统的自适应卡尔曼滤波跟踪算法相比,在减少计算量的同时,提高了机动目标的跟踪精度。仿真和实验结果表明,该算法对空中机动目标具有良好的跟踪性能,工程实用性强。

伪加速度修正自适应α-β滤波算法研究

针对现有的球坐标系下无修正伪加速度自适应α- β滤波算法的缺陷,提出了伪加速度修正自适应α- β滤波算法。该算法选用球坐标系作为跟踪坐标系,建立了伪加速度修正的目标运动模型,消除了伪加速度对滤波算法跟踪精度的影响。通过仿真,证实该改进算法的滤波精度优于不带伪加速度修正的α- β滤波算法,同时计算量并没有显著的增加,易于工程实现,特别适合多目标的实时跟踪。

地震伪井速度点宏观校正方法与应用——以珠江口盆地M气田为例

地震勘探开发中速度研究方法的选取是时深转换的关键。鉴于珠江口盆地M气田断裂系统复杂,构造主体部位受断层影响导致横向速度变化明显,而以往时深转换方法诸如变速成图法或井时深关系拟合法得到的深度构造图误差偏大,很难满足开发阶段高精度构造研究的需求。由此在传统变速成图方法的基础上进行了改进,优化后的地震伪井速度点宏观校正方法是利用伪井速度时间函数与测井速度时间函数的差值对地震速度进行校正,将井纵向分辨率高和地震横向分辨率高的优势更好地结合在一起,从而提高了工作效率,同时也降低了构造的不确定性。新提出的地震伪井速度点宏观校正方法有效提高了该区时深转换的精度。

伪井速度点宏观校正方法研究——以珠江口盆地M气田为例

时深转换是将地震资料解释成果转化为地质成果的关键环节。鉴于珠江口盆地M气田具有复杂的断裂体系和沉积体系,传统变速成图等时深转换方法精度低、误差大。针对研究区分析了地震波速度的影响因素以及时深转换速度的求取思路,在实际工作中,通过对传统变速成图时深转换方法进行改进和优化,创新性地提出伪井速度点宏观校正时深转换方法。研究发现,变速成图等常规时深转换方法具有其局限性,无法满足油田开发阶段时深转换的高精度要求。伪井速度点宏观校正通过将纵向高分辨率的测井速度引入到地震速度,具体做法为通过层速度求取、平均速度求取、速度宏观趋势校正与实钻资料剩余误差校正等步骤,建立反映实际地质情况的时深转换关系,得到高精度构造图。实钻结果证实,伪井速度点宏观校正方法得到的构造图误差小,成图精度高。

基于窗口速度平滑伪距的遥感平台定位算法

对浮空器遥感平台进行精密的控制定位是其完成对地观测、中继通信以及环境遥感等任务的关键。在自主地面测控系统对浮空器平台跟踪定位的基础上,给出加窗径向速度平滑伪距的多站跟踪定位方法。仿真结果表明:在GDOP值超过6的情况下,利用加窗速度平滑伪距方法仍能改善遥感平台定位的精度,而且能够有效地削弱测距链路中粗差的影响,从而自主地根据近地空间环境对浮空器进行控制。

震级、震中距和场地类别对加速度谱与伪加速度谱关系的影响

加速度反应谱(Sa)和伪加速度反应谱(PSa)在结构抗震设计中均起着至关重要的作用,然而目前大多数抗震规范都只规定了其中一种反应谱。明确两者的关系有助于从规定谱得到所需的另一种谱。现有关于Sa与PSa关系的研究大多只局限于分析结构阻尼比和周期的影响,最近研究表明,震级、震中距和场地类别对两者的关系也有影响。文中首先通过对大量地震动记录(16660条地震加速度时程)的统计分析,系统地探讨了震级、震中距和场地类别对Sa与PSa关系的影响。结果表明:(1)震级对Sa与PSa关系的影响非常显著,Sa与PSa的差异随着震级的增大而缩小;(2)场地类别的影响弱于震级且与震级大小有关,不同震级条件下场地类别对Sa与PSa关系的影响规律不统一;(3)震中距的作用很小,可以忽略其对Sa与PSa关系的影响。最后基于这些结论,通过非线性回归分析,建立了考虑震级和场地类别的Sa与PSa的转换表达式。

弹载芯片在强冲击环境下的损伤边界

针对弹载芯片结构在强机械冲击环境下冲击响应谱损伤边界不确定和不准确的问题,将芯片等效为单自由度无阻尼系统并进行冲击响应分析,建立结构应力响应与伪速度冲击响应谱之间的联系;对弹载芯片结构在不同频率范围内冲击载荷下的响应进行分析,构造损伤边界并通过临界加速度信号对冲击响应谱损伤边界进行修正;采用有限元仿真软件对冲击载荷下的弹载芯片结构进行仿真分析,结果表明,临界应力值与修正后损伤边界符合较好。研究结果可以为集成电路在强机械冲击环境下的可靠性设计和失效分析提供理论依据。

基于Euler-poincare方程高效率的机械多体系统动力学建模

伪速度的引入导致了拉氏方程的广义化,使得通过欧拉-庞卡莱方程建立多体系统的动力学模型,实现了动力学的全局描述,并保持了潜在理论结构和拉氏方程的优点。并且其惯量矩阵相对简单,对于完整或非完整约束系统都适用。空间算子代数中的移位算子结合了关联矩阵、通路矩阵和低序体阵列的特点,而且形式更简单,更容易在计算机上实现,最重要的是它包含了运动学和动力学递推关系。将其引入动能函数的计算,提高了效率,避免了重复计算、交叉运算。最后给出了算例及仿真。

永磁推进电机双层隔离系统冲击响应谱分析

永磁推进电机作为潜艇推进系统的核心设备必须具有抗水下非接触爆炸冲击的能力。为比较分析不同安装方式对永磁推进电机抗冲击性能的影响。首先计算了永磁推进电机在刚性安装、单层隔离器弹性安装、双层隔离器弹性安装等工况下在时域中的加速度响应。然后按照Smallwood算法将电机的加速度响应转化为冲击响应谱。接下来比对分析以上几种安装工况下的冲击响应谱,发现:双层隔离系统的抗冲击效果好于单层隔离系统;低频布置在下层的双层隔离系统相对于高频布置在下层的双层隔离系统更有利于提高推进电机和筏架的抗冲击能力;应用双层隔离系统还需要考虑并限制电机和筏架局部最小固有频率。该研究对永磁推进电机以及其它舰船设备隔离系统的设计和选用具有一定的参考价值。

水下非接触爆炸中谱跌效应对设备破坏的影响分析

弹性安装的舰载设备在受到水下非接触爆炸冲击时产生的谱跌效应会显著降低设备的冲击响应。为研究谱跌效应对舰载设备的设计谱及其设计安装的影响,通过有限元计算对比分析弹簧振子模型的伪速度冲击响应和悬臂梁模型应力冲击响应,同时对比分析上层振子固有频率相同但质量与刚度不同的双层弹簧振子模型的下层振子伪速度冲击响应。发现:谱跌效应发生时,下层设备的伪速度响应和应力响应均有明显的降低,据此须改进舰载设备的三折线伪速度设计谱;增加上层设备的质量和刚度会显著降低下层设备的伪速度响应,并使谱跌效应的频宽范围增加,利用此特性可降低舰载设备中有着特殊固有频率或固有频率集中的零部件的应力响应。

拟合核电厂设计反应谱及峰值位移的地震动调整方法

提出一种以核电厂设计用伪速度反应谱及峰值位移为拟合目标的地震动调整方法。该方法基于样条小波的快速分解与回复算法,将实际地震加速度记录应用2阶基数B-样条小波进行分解,以识别对峰值位移、峰值加速度影响最大的小波分量;并在此基础上,通过改进地震动调整的小波分析法与时域叠加小波函数法,实现对目标反应谱及峰值位移、峰值加速度的同时拟合。算例分析结果表明,该方法具有较高的拟合精度。