风向风速的联合概率结构建模

风向和风速的联合分布模型是结构工程和风能研究领域的重要参数,但两者的相关性等致使模型建立困难。基于乘法定理导出离散-连续混合联合分布模型,明确各项的物理和数学意义,并指出将风向风速离散-连续混合联合分布模型与2维连续联合分布模型建立联系的可能性。以重庆市日极值风数据为对象,导出风速条件密度变换解,计算出各风向上的数值解,并与经验累积分布函数比较验证数值解的准确性;然后引入混合概率密度函数对数值解进行拟合,建立风速条件概率密度的两分量混合模型,较单一概率分布模型有明显改善;将风速条件概率密度与风向频度函数相联合即可获得风向风速的离散-连续混合联合分布模型。为建立风向风速的2维连续联合分布模型,首先由风向频度函数和风向角概率直方图之间的联系确定风向角的概率直方图,再经拟合给出风向角的混合分布模型;类似地,由曲线拟合亦可获得风速混合模型中各参数与风向角的关系式,从而建立统一的风速条件概率密度模型;将两者结合起来,即为风向风速的2维连续联合分布模型。

滑坡概率分析中降雨的联合概率结构

降雨是降雨型滑坡概率分析和预测的主要输入,以日降雨量和累计降雨量为重庆市降雨的控制参量,建立两者的联合概率模型,为后续分析提供基础。沿用滑坡分析中常用的处理方式,将日降雨量划分等级转化为离散变量,将累计降雨量视为连续随机变量。然后,导出了离散变量和连续变量的联合概率模型,并发展了条件密度变换解及其Diracδ函数序列逼近。将之用于重庆市累计降雨量的条件密度函数计算,并验证了计算结果的合理性。由于累计降雨量条件密度函数的复杂性,引入混合分布模型对其进行数学建模,形式不太复杂且精度比较理想。最后,结合日降雨等级频度函数与累计降雨量条件概率密度模型建立了联合概率模型。

Markov相依风险模型的等价定理及概率结构

严格定义了Markov相依风险模型.证明了该模型的一个等价定理,使得Markov相依风险模型中的诸过程之间的关系更清晰.获得了Markov相依风险模型的概率结构,构造性地证明了该模型的存在定理.

对称随机变量的概率结构

本文讨论了对称随机变量、逆对称随机变量、倒对称随机变量的概率结构 。

空间推进系统零件的概率结构分析方法

美国航空航天局Lcwis研究中心为选择航天飞机主发动机(SSME)零件,目前正在研究概率结构分析的方法学。这种方法学包括下面4个规划组成部分:①复合载荷谱;②概率结构分析方法;⑧概率有限元理论——新变分原理;④概率结构分析的应用。此方法学在概率结构分析的一些重要方面取得了重大技术进展。本文综述了这个规划和到目前为止取得的重大成就。

概率结构与概率度量空间探讨

本文提出了概率结构空间的概念,引出了概率拓扑空间,S型概率度量空间,S型概率赋范空间,S型概率内积空间的概念,重点研究了S型概率度量空间及S型概率赋范空间的基本构造与它们同概率度量空间及概率赋范空间的关系。

结构失效概率分析的球层抽样方法

传统Monte Carlo抽样方法应用于小失效概率等复杂可靠度问题时,存在效率低下、精度有限等不足,针对这一问题提出一种球层抽样分析方法.首先,通过分离距离与方向参量,对标准正态随机向量进行重构,并验证其标准正态性与相互独立性;然后,采用分层抽样策略,将半径大于一阶可靠度指标外的正态空间划分为多个球层,进而利用所重构的向量逐层进行抽样,并结合全概率公式,形成估计结构失效概率的球层抽样算法;最后,通过对3个典型算例进行对比分析,验证算法性能.分析表明:所提出算法具有较高的抽样效率与收敛性能,算例计算结果误差在3%以内;与其他算法相比,其估计方差更小,且可有效解决多设计验算点等复杂可靠度问题;算法在抽样效率、适用范围以及稳定性等方面具有优势,更适用于实际复杂结构可靠度的求解分析.

不同抗震区结构承载力裕度的概率结构分析与比较

按现行规范设计的不同抗震区的结构安全性能和水平是否存在显著差异?为澄清这一问题,该文构造了一个能合理反映结构整体安全性能的承载力裕度参数,并通过承载力裕度概率密度函数的比较间接研究不同抗震区结构安全性能的差异。基于上述思路,在概率密度演化理论的框架下,由可靠度问题的不同求解方式出发,导出了承载力裕度的密度变换解及其δ序列逼近算法;然后以按规范设计的不同抗震区的四榀9层3跨钢筋混凝土平面框架为对象,结合结构非线性全过程分析和密度变换解的δ序列逼近算法,分别获得了四榀框架结构承载力裕度的概率密度函数,通过比较研究,可以发现:尽管承载力裕度的概率分布类型基本相似,但均值差异明显,反映了不同抗震区结构安全性能的差距,且随着抗震设防烈度的提高,安全水平呈下降趋势,这一现象需引起工程界的足够重视。

基于概率结构的纽康姆难题消解方案

纽康姆难题制造的选择困境极大地挑战了经典决策原则。为了维护贝叶斯决策理论的规范性,有人怀疑甚至否定其存在的合理性。借助贝叶斯网络和概率理论,可以直观地展示决策者的行动和预言家的预测之间的因果关系,并揭示出选择困境的实质:纽康姆难题中存在两种不相容的概率结构。因此,它的一个恰当消解方案就是:用清晰的语言来描述纽康姆难题的选择情境,使其仅具有单一概率结构。

扩展随机神经网络及其概率结构特性分析

在Ｇｅｌｅｎｂｅ随机神经网络（ＧＮＮ）模型基础上，提出扩展ＧＮＮ（ＥＧＮＮ）模型。考虑信号释放强度依赖于神经元兴奋水平的情形，给出了ＥＧＮＮ的平稳分布。讨论了平稳分布存在的条件。在较弱假设下，ＥＧＮＮ仍具有简洁的“积”形式平稳分布，比原ＧＮＮ增强了调节平稳分布概率结构特性的功能，且能够表达更多的智能和生物特性。例举了它的联想功能。

结构需求概率危险性分析中强震记录选取研究

目前结构性态地震工程中易损性曲线传统计算流程对强震记录选取不够重视,鲜有对目标场址地震概率危险性的考虑,因而以同时考虑地震概率危险性和结构自振周期特性的条件均值谱作为记录选取依据,将结果应用到IDA方法和条带法中,并与地震事件随机散布的传统云图法进行对比。以某八层平面框架作为算例,将云图法与IDA方法以及条带法在四种极限状态下的结构需求易损性曲线以及结构需求概率危险性曲线进行对比分析。其中,随机选取两组地震事件(M,R)分布范围相仿的强震记录进行云图法计算,二者结果由于不可控的地震动不确定性而存在显著差异,但IDA方法与条带法由于采用条件均值谱对地震动进行了控制,彼此结果基本一致,更符合实际工程场址的危险性需求,同时为后期不同区域的结构性态分析损失评估提供了依据。

结构概率极限状态设计法的进展——国际标准《结构可靠性总原则》(1996)综述(二)

五、计算模型在新国际标准中,有关计算模型的内容较原标准有了较多的扩展.(一)一般概念计算模型是相关变量(一般为随机变量)之间一种物理的或经验的关系.计算模型应考虑相关的作用和环境影响,描述结构及其性能,乃至所考虑的极限状态.模型应力求简化,主要考虑决定性因素,忽略次要因素.经常遇到的模型有:(1)作用模型.(2)作用效应模型(结构模型):给出各种内力、内矩等.尚需考虑不同的结构反应:1)动态与静态反应;2)弹性与非弹性(塑性)反应;3)

含缺陷结构非概率可靠性分析方法研究

将基于分段描述的结构非概率可靠性模型引入含缺陷结构的可靠性分析,结合断裂判据,并用分段描述模型刻画未确知变量,实现了非概率的断裂力学分析,克服了概率断裂力学方法对原始数据要求高的局限和未确知信息区间均匀分布模型过于保守的缺陷,有效解决了含裂纹结构在小样本、贫信息场合的可靠性评定问题。通过算例,对文中方法的可行性和有效性进行了验证。

广义随机空间内结构失效概率的渐近计算

通过对广义随机空间内结构失效概率的分析 ,给出了在随机变量相关情况下失效概率的一个新的渐近计算公式。新公式比独立变量情况下的失效概率公式增加了一个系数 KQ,它包含了相关系数矩阵以及极限状态曲面验算点处曲率对失效概率的影响。经过算例验证 ,表明新公式具有较高的精度。

基于结构概率设计的系统可靠性分析方法

将结构概率设计方法与系统可靠性分析方法相结合,采用耗损故障分析模型,对系统的可靠性特征和寿命特征进行了研究。考虑结构系统强度名义值随时间的耗损特性,由结构概率设计方法所要求的可靠度,推导了其相应的强度名义值的极限。根据强度耗损模型及概率统计理论,推导了系统的寿命分布函数,然后依据系统可靠性的分析方法即可以求出与结构概率设计要求的失效相对应的寿命特征和可靠性特征。

基于优化Kriging模型的小概率失效结构可靠度计算方法

为解决小概率失效结构在可靠度计算中功能函数非线性强、难以显化求解的问题,提出了一种基于优化Kriging代理模型的小概率失效结构可靠度计算方法。首先,引入移动平行四边形网络抽样的方式生成Kriging模型训练的初始样本集,根据插值公式添加结构极限状态面附近的关键验算点,提高样本库的数据质量。其次,采用一种自适应遗传算法对Kriging模型高斯核参数θ进行寻优,建立优化的Kriging结构代理模型。最后,以岳阳杭瑞洞庭湖大桥为工程背景,对悬索桥结构主梁钢桁架考虑竖向挠度失效的可靠度指标计算。结果表明:自适应遗传算法相较于标准遗传算法对Kriging模型高斯核参数的寻优效果更好;优化Kriging模型对主梁挠度响应的预测相对误差均小于5%;与传统有限元模型配合蒙特卡洛抽样的可靠度计算方法对比,可靠度指标相对误差仅为0.52%,提出的优化Kriging模型可靠度计算方法在大幅节约计算成本的同时保证了计算精度,工程实用性更高。

过滤器数据结构研究综述

过滤器数据结构可以近似地判断某个元素是否属于给定集合。典型的过滤器数据结构,如布隆过滤器、布谷鸟过滤器、商过滤器,以牺牲查询准确性为代价换取更低的内存空间消耗和查询时间开销。因此,得益于空间时间高效性,过滤器数据结构现已被广泛应用于计算机网络、物联网、数据库系统、文件系统、生物信息学、机器学习等领域的近似成员资格查询操作中。自20世纪70年代以来,过滤器数据结构受到了广泛的研究,在诸多领域取得了重要的进展,其研究思路也在不断变化。文中整理了近五十年来关于过滤器数据结构的经典研究成果,从过滤器数据结构的原理出发对已有工作进行分类总结,并比较不同工作之间的引证关系和改进思路,最后讨论了过滤器数据结构的未来研究方向。

基于健康监测数据和贝叶斯网络的结构失效概率评估

基于健康监测数据和贝叶斯网络(BN),提出结构体系失效概率的实时评估方法,用于结构整体安全状态的动态评价.根据结构响应监测数据建立贝叶斯动态线性模型(BDLM),估计结构荷载效应的概率分布,同时结合结构抗力分布,计算构件的时变可靠指标;根据结构主要失效模式构建贝叶斯网络,以描述构件失效与结构整体失效间的依赖关系;通过贝叶斯网络的概率递推从构件可靠指标求得结构体系失效概率,实现结构整体安全状态的量化评估.利用三杆桁架模型的数值模拟数据和某单层网壳结构静力破坏试验过程的实测数据对该方法进行验证.结果表明,所提出的结构失效概率评估方法较好地量化了结构的安全状态,并成功预警了结构体系的破坏.

工程结构概率设计的伦理思考——以昆明部分城市基础工程建设的教训为例

工程结构概率设计作为含有失败度的工程风险设计,已由以往的"二值"拓展到"多值乃至连续情形"的工程风险设计,因此更加值得工程伦理的关注。工程伦理的核心是责任伦理,风险与安全是工程结构概率设计的重要伦理关系要素,诚实与避免欺骗是工程结构概率设计的重要伦理原则。昆明城市基础工程建设中发生的多起事故及工程结构概率设计中反映出的伦理问题,具有一定的代表性和警示性。为强化对工程结构概率设计的伦理审视,应当培养工程师的责任意识,在相关法律法规制定过程中纳入伦理因素,重视新闻媒体舆论监督,建立工程伦理委员会。

两种计算结构破坏概率的方法

目前，用于计算结构疲劳破坏概率的方法基本有两种。一种是根据裂纹尺寸分布和临界裂纹尺寸分布的干涉模型计算［１］；另一种是根据裂纹尺寸的分布函数计算超出给定存活率下临界裂纹尺寸ａｃ的概率得到［２］。本文对上述两种方法进行研究得出初步结论。在任意使用时间ｔ...