基于神经网络-Monte Carlo法的结构系统可靠性分析

针对传统结构可靠性求解方法存在应用局限性和计算误差较大的缺陷,提出了一种基于神经网络-Monte Carlo的结构系统可靠性分析方法,利用神经网络模型预测方法降低Monte Carlo法计算结构可靠性指标的工作量,并与传统可靠性分析方法对比,验证了该方法对结构系统可靠性分析的精度要求及计算效率。结果表明,十五层框架结构系统可靠性分析方法比Monte Carlo法直接计算的失效概率降低了0.03%,且计算工作量减少为1%,该方法的计算结果满足精度要求且计算效率大幅提升。

Monte Carlo法在多元肥效模型参数估计和推荐施肥中的应用

针对多元肥效模型大量存在非典型式的事实,本文应用"3414"田间试验结果,详细介绍Monte Carlo法的原理以及在多元肥效模型参数估计、非典型肥效模型推荐施肥等方面的应用方法和步骤。结果表明,采用最小二乘法回归建模,67个二元和59个三元肥效模型的典型式出现几率分别为23.1%和16.9%;而改用Monte Carlo法参数寻优,典型式出现几率分别提高到56.7%和37.3%,是最小二乘法的2.5倍和2.2倍。与最小二乘法相比,Monte Carlo法是在参数寻优时牺牲数学上偏差平方和最小的最优性,使待估参数达到专业上最优而数学上较优,从而提高典型肥效模型的出现几率。对Monte Carlo法也不能得到典型式的晚稻磷钾非典型肥效模型,用产量频率分析法计算推荐施肥量,表明只有一组磷钾肥用量组合入选,导致磷肥推荐用量偏高而钾肥偏低。在相同目标产量下,改用Monte Carlo法,平均推荐用量介于相同试验地所建立的氮磷、氮钾和氮磷钾典型肥效模型的推荐用量之间,结果明显优于产量频率分析法。因此,Monte Carlo法为多元肥效模型参数估计和非典型肥效模型推荐施肥提供了一种新方法,提高了当前测土配方施肥田间试验的成功率。

基于Monte Carlo法的极值分布类型及其参数估计方法比较

为探讨极值概率分布模型(极值Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型分布)在工程场地重现期内极值风速预测中的适用性,以工程上常用的风速分布模型为依据,采用Monte Carlo数值模拟法分别产生服从指数分布、正态分布、瑞利分布、威布尔分布、对数正态分布、广义极值分布的伪风速母样.基于以上伪风速母样分别使用极大似然参数估计法和概率权矩法对极值Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型分布模型中的参数进行估计,并与伪风速母样的理论极值分布进行对比分析.结果表明:极大似然参数估计法适用性较强,参数估计精度较高;重现期内极值风速的估算对风速母样分布类型敏感,服从不同分布的风速母样,应有针对性选用极值分布类型估算重现期内极值风速.

纯铜动态再结晶的Monte Carlo法模拟

本文建立了一种基于能量判据的确定动态再结晶各个阶段临界应变的方法,并基于此种方法利用Monte Carlo（MC）法进行了纯铜动态再结晶的二维模拟,定量计算了变形引起的存储能与变形之间的关系,计算出了发生动态再结晶的临界应变.模拟结果表明,采用MC法可以揭示动态再结晶的形核生长过程与应变历史之间的关系,结合本文所建立的基于能量判据的确定动态再结晶各个阶段临界应变的方法,可以预测开始发生动态再结晶的临界变形条件.

基于Copula-Monte Carlo法的水库下游洪水概率分布研究

利用Copula函数构造水库调洪控制时段洪量和区间洪峰的联合分布,通过调洪函数将水库入库洪量转换为下泄洪峰,随机模拟得到两分区洪峰流量,提出了推求水库下游洪水概率分布的Copula-Monte Carlo(Copula-MC)方法。应用清江流域隔河岩水库实例进行验证,推求下游高坝洲断面的洪水概率分布,并与忽略洪水相关性的独立MC法进行比较,结果表明,独立MC法计算的洪峰流量系统偏小,会低估高坝洲断面的防洪风险;Copula-MC法得到的100年一遇高坝洲断面设计洪水与天然情况下相比减小32.6%。Copula-MC法充分考虑了上游水库断面和区间洪水的空间相关性及地区组成的随机性,结果合理可行。

液压支架随机载荷历程及Monte Carlo法的应用

为较准确地预测液压支架的使用寿命,利用支架与围岩的相互作用关系,通过围岩的运动规律,分析出了液压支架外载荷的来源及特征.应用Monte Carlo法进行随机抽样获取载荷谱,统计得到其载荷幅值服从形状参数为1.31,尺度参数为216.96的威布尔分布,而载荷均值服从均值为1 200 N·m,标准差为51.96N·m的正态分布,进而模拟出了液压支架在井下真实的载荷历程.为进一步研究和编制程序载荷谱,进行实验室模拟试验和疲劳寿命预测做好准备.

Monte Carlo法和几何法的讨论和改进

从可靠度计算方法的角度出发,对可靠度分析中广泛应用的Monte Carlo法和几何法进行了深入探讨,指出实践中存在的多个非均匀分布情况下Monte Carlo法抽样中的误用问题,并给出了正确的相关情况下非均匀分布随机变量的Monte Carlo法的抽样过程;同时也根据实践需要,提出了扩展几何法(EGOM),给出了相关情况下非正态随机变量的扩展几何法的迭代求解过程,并用算例验证了所提方法的正确性和有效性。

直圆管道中分子流态下“位置束流效应”的Monte Carlo法模拟

利用Monte Carlo模拟方法计算证明,气体在分子流态下通过直圆管道时有“位置束流效应”存在,即在直圆管道中心区域,分子通过的密度增大;而在靠近管壁的边缘区域,分子通过的密度减少。为了恰当地反映位置束流效应现象,专门定义了评价参数γ为通过某一圆环区域的分子数密度与通过整个截面的分子数密度之比。模拟计算得出,在直圆管道的中心区域,评价参数的平均值γ≈1.11;而在边缘区域,γ≈0.91。

基于ANSYS中Monte-Carlo法对带局部夹套卧式容器的可靠性分析

利用ANSYS有限元软件对带局部夹套卧式容器进行应力分析,获得了卧式容器的应力强度分布图,可知该卧式容器的最大应力强度发生在夹套堵板与筒体连接位置靠上的部分,最大应力强度为208.628 MPa。然后利用ANSYS有限元软件中的蒙特卡罗(Monte-Carlo)法来分析该卧式容器的可靠性,经过分析,获得了卧式容器在置信度为95%的情形下,初值极限状态Z<0的概率平均值为2.622 54%,即说明容器的可靠度为97.377 46%,并绘制了Z在置信度为95%的情形下的输出结果参数的灵敏度图。通过此次分析证明了该卧式容器是安全的,再次证明了ANSYS有限元软件中的蒙特卡罗法对复杂结构进行可靠性分析是可行的,为压力容器实际工程应用中提供了可靠的、高效的理论依据。

基于Monte Carlo法的垃圾填埋场平移破坏可靠度分析

垃圾土力学特性指标在空间和时间上都存在很大的变异性。垃圾土力学特性指标主要用于填埋场边坡稳定分析中。首先,基于极限平衡原理的双楔体法获得可靠度分析的状态函数;然后,运用Monte Carlo法分析了垃圾土力学特性指标变异性对填埋场边坡稳定的影响。通过研究发现,随着样本数的增加,失效概率的标准差逐渐减小,但趋势减缓;随机产生8000样本数可以满足Monte Carlo法可靠度分析的收敛要求;考虑了垃圾土变异特性的填埋场可靠度分析,安全系数的概率分布并不只有一种分布,而是在正态分布与对数正态分布之间随机发生;所提方法所得可靠度指标值相比一次二阶矩法所得偏小,且该方法的随机分布性以及可操作性,使得这种方法能更好地评估填埋场的稳定性。

基于Monte Carlo法的城市雨水径流污染负荷模拟

为了评价流域雨水径流对受纳水体的污染程度和为城市雨水管理、受纳水体水质控制及规划提供依据,把以物理过程为基础的模拟特征融入到概率模型中,建立了城市雨水径流污染负荷的概率模型,并用Monte Carlo随机抽样法,对长期的径流污染负荷进行了模拟试验,得出流域径流污染负荷的分布特性及其特征值。以某市一小区的TP负荷为例进行了验证,模拟结果与实测结果较为一致。

基于Monte Carlo法的机械密封可靠性评价方法

分析了影响机械密封可靠性的主要因素,阐明了采用Monte Carlo法求解随机问题可靠度的基本原理。给出了将产生的随机数组换算成服从一定分布规律的数组的方法。以某工况下机械密封环磨损可靠性的评价为例,详细说明了Monte Carlo法的应用,并将机械密封作为串连系统提出了系统整体可靠性的求法。

应用Monte-Carlo法计算输油管道腐蚀失效概率

在对埋地管道进行腐蚀失效风险分析的过程中,用传统的数学解析方法无法计算管道的失效概率,而应用Monte-Carlo方法无需知道腐蚀速率的具体值,只需知道腐蚀速率的概率分布,或根据统计数据求出腐蚀速率的概率分布,就可模拟腐蚀失效过程。借助MATLAB的强大数值计算功能,可以提高Monte-Carlo抽样模拟的效率。经对某一实际管道失效概率的计算,验证了Monte-Carlo方法的可行性。

基于Monte Carlo法的地空导弹火力分配优化问题研究

在确定地空导弹对目标的可射击系数、火力重叠修正系数和转火矛盾修正系数的基础上,结合Monte Carlo法的基本原理,介绍了解决地空导弹火力分配优化问题的一般步骤。运用计算机模拟技术,通过算例,证明了该方法的可行性,为有效解决地空导弹火力分配优化问题提供了一种较为科学的方法。

基于BP网络和Monte Carlo法相结合的堤防渗流稳定可靠度分析

将可靠度理论应用于堤防工程的渗流稳定分析,传统Monte Carlo法与有限元相结合时存在有限元计算次数多,计算量大,计算时间长等不足。将BP网络和Monte Carlo法相结合,根据堤防渗透破坏的特点,考虑土体抗渗材料参数的变异性及其相关性,建立了堤防渗透破坏有限元计算模型,并运用编制的渗流可靠度分析程序进行计算分析。以某堤防典型断面为例,计算分析了该堤防渗流破坏的概率,给出了除险加固意见,结果较好地反映了工程实际情况;与传统Monte Carlo法所需有限元计算次数和时间进行比较,大大减少了有限元计算的次数,从而节约了计算时间,提高了工作效率。

基于Monte Carlo法的改进型Delta并联机构运动可靠性分析

建立了改进型Delta并联机构的运动位置误差模型,模型不仅考虑构件几何误差,而且在机构动力学研究基础上考虑了的机构主动关节刚度和杆件弹性变形误差因素。结合MATLAB软件生成伪随机变量作为机构可靠性分析的随机抽样试验参数。当机构按某运动规则运动时,利用Monte Carlo法采用点评价方式,得到不同运动时刻机构的运动位置可靠度和机构末端误差的均值和方差。通过对不同误差模型可靠度数据对比,发现机构主动关节刚度和杆件弹性变形误差对机构可靠性的影响不可忽视。

燃烧室声载荷时域信号预测自回归模型——时域Monte Carlo法预测结构声疲劳

利用航空发动机燃烧室噪声测试数据,采用时间序列自回归滑动平均分析方法建立了燃烧室噪声及动压预测模型ARMA(17,16),并用其对噪声时间历程进行了最佳预测。

基于Monte Carlo法的深基坑支护结构可靠度研究

对某隧道基坑工程的施工监测数据进行了分析,得出了基坑开挖施工过程中,桩-内撑支护结构中桩体的水平位移随开挖深度的变化规律。提出了该种结构可靠度指标并编制了基于Monte Carlo法的深基坑支护结构桩体水平位移可靠度分析程序。对实例工程的四个施工工况分别进行了计算,结果表明:可靠度分析计算结果与实例监测结果一致,符合性好。

基于Monte Carlo法的滑坡稳定可靠性分析与评价

简述了Montle Carlo法在滑坡稳定可靠性分析中应用的基本原理,以重庆市巴雾村E滑坡为例,分别对天然和天然加暴雨两种工况,采用Montle Carlo法对滑坡进行可靠性分析与评价,根据可靠性分析结果,对两种工况下的稳定性系统概率分布进行了统计,并与极限平衡法的评价结果进行对比发现两者基本一致。

Monte Carlo法在平板裂缝天线辐射缝导纳误差分析中的应用

采用Monte Carlo法分析了平板裂缝天线辐射缝的导纳误差。建立辐射缝导纳误差的概率模型,将波导和裂缝的结构参数误差看作在某误差范围内服从正态分布的随机变量。对这些变量进行抽样计算,得到各个结构参数误差对谐振频率和谐振电导的影响,其中缝隙长度和偏置的误差对谐振电导和谐振频率的影响较大,波导窄边和壁厚误差产生的影响较小。根据计算结果调整各结构参数的误差范围,使它们对谐振频率和谐振电导的影响程度接近,在此基础上分析了同时存在这些误差项时对谐振频率和谐振电导的影响,由此提出满足导纳提取精度要求的加工误差指标。最后用Ansoft HFSS软件仿真验证了该方法的正确性。