基于时频相干函数的多跨梁损伤识别方法

为解决连续小波变换损伤识别方法受边界和约束干扰的问题,提出一种基于时频相干函数的结构损伤识别方法。该方法通过时频相干函数构造损伤识别指标对多跨梁进行损伤识别,能够有效降低边界和约束对损伤识别的干扰,提高损伤的定位精度。通过对梁模型的数值仿真分析与实验验证,结果表明:通过时频相干函数构造的损伤指标,有效地消除了连续小波变换所带来的边界效应和约束的影响,能够实现对多跨梁损伤的准确定位,且在噪声干扰下依然具有良好的损伤定位能力。

覆水峡谷-丘陵复合地貌的地震差动相干函数模型及规律特征与影响

构建了覆水峡谷-丘陵复合地貌的地震差动模拟所需的相干函数模型。首先,提出并推导得到了考虑土体滤波效应和竖向距离的覆水峡谷-丘陵复合地貌相干函数模型表达式;探讨并阐述了相干性变化的规律特征及其物理本质。然后,基于新相干模型和传递函数构建地下功率谱矩阵,生成地下多点地震动;通过功率谱及相干函数拟合验证了模拟结果的科学性与合理性;对比分析了本研究提出的相干函数模型对多点地震动空间变异性的影响。最后,以一座连续刚构桥为例,探讨了新相干函数模型对结构地震差动响应的影响。结果表明:基于新相干函数模型的多点地震动相干性降低,各点地震动的空间变异性增大,进而加剧了结构各支承点运动的不同步性,最终导致结构地震差动响应增大。

双边箱形Π形梁抖振力展向相干函数的试验研究

为研究大跨度斜拉桥双边箱形Π形梁的合理抖振力展向相干函数模型,通过风洞湍流场刚性节段模型测压试验得到了3种不同宽高比双边箱形Π形梁的抖振力展向相干函数试验值,利用三类抖振力展向相干函数模型采用非线性最小二乘法对其进行拟合,并与抗风规范给出的抖振力展向相干函数进行对比分析。结果表明,三类抖振力展向相干函数模型均能较好拟合双边箱形Π形梁的抖振力展向相干函数试验值,Jakobsen指数型相干函数模型拟合效果最佳。双边箱形Π形梁的抖振力展向相干函数整体上大于抗风规范给出的抖振力展向相干函数,采用抗风规范给出的抖振力展向相干函数计算大跨度斜拉桥双边箱形Π形梁抖振响应会出现低估。

场地相关的非平稳相干函数及其工程应用

依据蒙特卡洛方法和连续小波变换得到非平稳相干函数,采用四阶傅里叶级数拟合非平稳相干函数,分析场地条件和站点间距对参数的影响,验证模型有效性,并合成多点地震动。以一输电塔线体系为研究对象,对比分析了一致与非一致地震激励作用下输电塔最大层间位移角,研究结果表明:①建立的傅里叶非平稳相干函数模型,能够较好地模拟相干函数非平稳特性及场地变化,且拟合精度较高;②场地条件影响傅里叶非平稳相干函数模型的五个参数,站点间距影响傅里叶非平稳相干函数模型的三个参数,应考虑场地条件和站点间距的影响;③与一致地震激励作用输电塔最大层间位移角超出限值的极限峰值加速度相比,非一致地震激励作用下的极限峰值加速度较小,表明输电塔较早发生破坏,输电塔线体系地震响应分析应考虑非一致地震激励的影响。

覆水效应的地下相干函数与相变V形峡谷多点地震动模拟及其特征规律

引入覆水效应和相变特征地下相干函数模型并导出其显式表达式,探讨归纳了该模型相干性的变化规律,并从物理本质上予以解释。依据场地散射频域理论解,得到目标场地的传递函数,联立本文提出的地下相干函数,构造出半覆水相变V形峡谷场地的地下功率谱矩阵,生成地下多点地震动时程,通过功率谱和相干函数拟合,验证了模拟结果的可靠性与合理性,分别对比分析了本文提出的相干函数与覆水深度对地震动的影响。以一座连续刚构桥为例,重点分析了地下相干函数与峡谷覆水深度对结构内力的影响。结果表明:引入覆水效应后,多点地震动间相干性表现增强,覆水区地震动减小,其原因在于对应P波的部分能量被传递至水中;地震动和地震响应大小与覆水深度呈负相关,距覆水区越远,受到覆水深度的影响越小。

基于傅里叶叠层显微成像术的定量相干传递函数恢复

研究了在不同系统误差和不同目标算法下相干传递函数的重建质量,发现相干传递函数的重建比物体的重建更稳健。基于此,报道了一种用于傅里叶叠层显微成像术的子区域平移方法,以加速有限图像下的相干传递函数重构收敛速度,消除由周期性照明光源阵列引起的栅格噪声,实现图像的重聚焦,并使用相干传递函数去卷积提高图像的对比度。此外,研究了傅里叶叠层显微成像术的空域和频域数据冗余来恢复相干传递函数,发现至少需要大约40%的频谱交叠率来精确重建相干传递函数,比无像差条件下高出10%,为了相干传递函数的稳定性需要至少25张原始低分辨率图像。最后,讨论了稳定的相干传递函数重建所需的条件,并通过模拟和实验进行了验证。

信号源识别的相干函数法

实际工程中所采集的多个信号往往不满足独立性,而且独立信号源的个数也常常是未知的,针对此问题,提出一种基于相干函数分析的振动信号源识别方法。该方法可用于独立、非独立以及未知独立的信号源识别。对于检测到的振动信号,用虚相干函数中的虚输入矩阵确定信号源独立个数,并以此判断信号源是否独立。对于非独立信号源,提出一种优先级排序的滤波器法。在进行优先级排序后,用重相干函数检测是否有重要信号源被遗漏,然后分别用常相干函数和偏相干函数对独立信号源和非独立信号源进行识别。随机信号的仿真试验说明,基于相干函数分析的振动信号源识别方法对信号源的识别具有满意的效果。

动态载荷识别位置优化的传递函数相干法

利用多自由度动力学原理对频域载荷识别方法进行分析,对传递函数病态性进行了研究,分析了动态载荷识别方法中响应点位置对传递函数病态性及载荷识别结果的影响。为降低载荷识别误差特别是结构共振频率下的识别误差,基于传递函数的相干分析定义了传递函数相干因子,并提出以最小传递函数相干因子为目标的动态载荷识别位置优化的传递函数相干法。仿真及实验证明了该法能够减小载荷识别误差,提高识别效率,能够有效识别出汽车驾驶室的动态载荷。

基岩地震动的一个相干函数模型——走滑断层情形

目前研究地震动空间变化的主要方法是利用密集台阵 (如SMART 1台阵等 )的强震观测记录进行统计分析 ,由于地震动观测资料的不足 ,因而缺少基岩及不同场地类别地震动相干函数模型 .本文利用数值方法了模拟理论地震图 ,进而研究采用震源位错模型的基岩随机地震动的空间变化规律 ,并考虑震源破裂速度、子源个数、震源深度和介质传播速度等因素的影响 .其具体思路为 :首先对应于每个样本 ,用有限差分数值模拟方法计算弹性半空间近场地震动场 ,而后对所有样本的计算结果进行统计 。

用局部平均速度结构函数检测湍流边界层多尺度相干结构

测量风洞中平板湍流边界层不同法向位置的流向速度时间序列信号,提出了基于局部多尺度平均意义的湍流多尺度局部平均结构函数的概念,以描述湍流多尺度结构的伸缩变形和相对运动;基于多尺度局部平均结构函数的概念与Harr子波变换的一致性,提出了用湍流多尺度局部平均结构函数的平坦因子检测湍流边界层多尺度相干结构及其间歇性的检测方法,提取近壁区域不同法向位置处多尺度相干结构的条件相位平均波形。

不同脉动风相干函数对高层建筑风振响应的影响

首先介绍了3种较为常见的脉动风相干函数表达形式，然后基于随机振动理论在频域内推导了高层结构风振响应的无量纲化解析式，在此基础上对采用不同脉动风相干函数所得到的高层结构风振响应分析结果进行了比较。结果表明，不同脉动风相干函数对结构风振响应分析结果的影响主要体现在共振响应部分，采用不考虑频率项的相干函数所得到的风振响应分析结果要偏大60％左右。最后，对中国荷载规范给出的脉动影响系数v计算提出了应乘以0．6～0．7折减系数的建议。

竖向地震动场的空间相干函数模型

根据台湾SMART 1台阵采集的六次重大地震的加速度数据记录,利用数字信号处理技术,对竖向地震动场的空间相干函数进行分析。按照各测点对在波传播方向上的投影距离进行分组,研究了竖向地震动场空间相干函数与它们的空间距离(投影距离)、频率的关系,发现它们随两点的距离增大而减小,且与这两点在地震波的传播方向上的投影距离有较大的关系,不具有“各向同性”的性质;它们均随频率的增大而减小。在总结前人研究成果的基础上,采用Hao提出的相干函数模型来描述竖向地震动场空间相干函数。根据实测地震数据,分别对相干函数理论表达式中的一些参数进行了拟合。结果表明,该模型具有较强的合理性和实用性。

用双子地震相干函数法对常熟震群进行精确相对定位

采用双子地震相干函数分析法利用江苏区域遥测地震台网数字化资料对2001年11月3-14日发生在江苏省常熟-张家港间的震群进行精确相对定位。主参考地震用区域地壳结构重新定位。结果表明:(1)主参考地震与区域遥测地震台网的定位相比偏离了10.61 km;(2)震群中地震的平面位置更集中;(3)各次地震的震源深度体现了震群特征。本文还对震群与构造的关系进行了分析,推测可能与顾山-虞山断裂有关。

基岩地震动的一个相干函数模型——倾滑断层情形

本文研究了基岩随机地震动的空间变化规律,考虑了震源破裂速度、子源个数、震源深度和介质传播速度等因素的影响。对应于每个样本,用数值模拟方法计算了采用震源位错模型的弹性半空间近场地震动场,最后通过统计方法给出了一个倾滑断层情形下的近场基岩地震动的相干函数模型。这一方法可以补充常用的统计方法因观测资料有限而导致的欠缺。

一种基于DTTB信号的无源相干雷达模糊函数快速算法

(基于无源相干定位技术的外辐射源雷达通过计算参考信号和回波信号的互模糊函数实现目标距离和速度的检测。然而互模糊函数直接计算时的计算量很大,难以满足实时性要求。针对这一问题,该文基于中国国家标准DTTB(Digital Television Terrestrial Broadcasting)信号,从互模糊函数时延遍历和多普勒频率遍历两类快速计算方法出发,提出首级使用矩形窗作为抽取滤波器的多级抽取方法。与直接计算和不进行抽取滤波的快速方法相比,该文方法计算量可分别降低3个数量级和1个数量级以上。该文进一步对比分析了信号长度不同时两类快速方法的计算量,为实际应用中计算方法的选择提供参考。

场地条件对地震动相干函数的影响

本文通过弹性半空间内位错源的数值解法研究了基岩地震动相干函数,采用有限元方法分析了一些典型场地的地表地震动相干函数,两者的对比结果表明:复杂场地对地震动相干函数的影响强烈。

相干函数在房间声回授通道特性测量中的应用

介绍基于经典谱估计方法进行房间声回授通道特性的测量,并用相干函数衡量其准确性,就测量结果做了分析,为实际的自适应回声对消系统提供参考和指导.

工程场地地震动相干函数的数值模拟

在确定性波动有限元分析基础上,结合随机振动分析的虚拟激励原理,可以形成工程场地随机波动分析方法。该方法将随机输入下的波动分析问题转换为多个虚拟激励下的确定性波动分析组合问题,从而可以方便地获得场地波动观测量之间的谱密度矩阵,进而计算给出工程场地的地震动相干函数。本文阐述了随机波动分析的基本原理,提出了该方法的正确性验证标准。将建议方法分别应用于具有一致随机激励与非一致随机激励的复杂工程场地的地震动相干函数分析之中,讨论了受局部场地条件影响的地震动相干函数的若干特征。

一种基于互模糊函数分段相干累加的TDOA/FDOA参数快速估计算法

针对传统互模糊函数算法对TDOA/FDOA参数估算运算量大的问题,提出了一种分段近似并相干累加的互模糊函数计算方法。该方法利用相位校正项对互模糊函数进行分段处理,并对分段后的互模糊函数采取近似,从而实现快速计算。相比传统的互模糊函数计算过程,该方法从分段和近似两个方面对计算速度进行提升。在相同采样条件下对传统算法和所提出快速算法进行了对比,仿真结果表明该算法能较大程度节省计算量,减少计算时间超过十倍。

震源参数对地震动相干函数的影响

基于运动学震源模型,以弹性半空间作为传播介质模型,采用显式有限元数值模拟方法进行强地面震动数值模拟,根据模拟结果考察了震源深度、断层破裂子源大小、破裂速度和断层走向等震源参数对地震动相干函数的影响,结果表明:震源深度和断层走向对相干函数的影响较大。并根据统计结果给出了一个基岩地震动的相干函数模型。