结构可靠性灵敏度分析的低偏差抽样方法

由于蒙特卡罗(MC)方法具有程序结构简单,收敛速度与问题维数无关等优点,故其在结构可靠性及可靠性灵敏度分析中得到了广泛应用。但是计算效率低这一主要缺点限制了该方法的应用范围。通过引进单位超立方体中不同的低偏差点集代替伪随机数序列,并结合重要抽样技术建立了结构可靠性灵敏度分析的低偏差抽样方法。该方法不但可以大幅度减少抽样点数目,还能够得到确定性的估计值避免传统MC方法只能得到概率意义下误差的缺陷。通过数值算例可以看出该方法具有较高的计算精度和效率。

锚网喷联合支护隧道稳定可靠度的拟蒙特卡洛分析

基于地下结构力学围岩与支护相互作用原理及剪切滑移理论,建立了软质围岩隧道在锚网喷联合支护条件下的稳定功能函数。针对该功能函数的隐式特征,研究了基于超立方体中低偏点集和重要抽样方法的拟蒙特卡洛求解方法,并相应给出了明晰的分析操作程序,构建出完整的隧道锚喷网联合支护下稳定可靠度拟蒙特卡洛分析方法。避免经典蒙特卡洛求解时的效率低、计算费用高的缺陷。最后通过工程实例对比,表明了所提方法具有较高的精度和效率,展示了其实用性和可行性。

结构可靠性分析的拟蒙特卡罗方法

由于蒙特卡罗(MC)方法具有程序结构简单,收敛速度与问题维数无关等优点,故其在结构可靠性分析中得到了广泛应用。但是对于小失效概率等问题,计算效率低这一主要缺点限制了该方法的应用范围。为了解决MC方法存在的问题,通过引进单位超立方体中不同的低偏差点集代替伪随机数序列,并结合了重要抽样技术建立了结构可靠性分析的拟蒙特卡罗(QMC)方法。该方法不但可以大幅度减少抽样点数目,还能够得到确定性的估计值,避免传统MC方法只能得到概率意义下误差的缺陷。通过数值算例可以看出本文方法具有较高的计算精度和效率,因此适用于结构可靠性分析问题。

基于密度权重的可靠性灵敏度分析方法

为了提高可靠性灵敏度求解数字模拟法的效率,提出了一种变量空间确定性低偏差均匀抽样与样本点处联合概率密度函数构造权重相结合的方法,来估计可靠性灵敏度。该方法通过均匀样本点处联合概率密度函数的权重保证了可靠性灵敏度的估计值收敛于真值,而由低偏差抽样代替原问题中的联合概率密度抽样则可以保证更低的误差阶以及在小失效概率条件下抽得的样本有更高的可能性落入失效域,从而保证了所提方法具有更高的收敛速度。另外,所提方法可以采用与独立变量相同的步骤来估计相关变量情况下的可靠性灵敏度,计算简便,适用范围广。算例充分证明了所提方法的优越性。