基于实测的脉动风随机幅值谱模型

风荷载建模问题是结构抗风设计和安全评估的关键,已有规范给出的脉动风功率谱密度函数很难全面反应原始随机过程的概率信息,为此,根据量纲分析给出脉动风幅值谱的一般化表达形式,并结合某桥的实测风速数据的谱估计,给出Davenport形式的随机幅值谱模型,并采用PSO(partical swarm optimization)算法估计该模型的参数,最后给出该模型的3种具体使用方式.与实测风幅值谱的统计特性进行对比,表明提出的随机脉动风幅值谱模型能真实描述当地风场概率统计特性,可以提高该桥所在地区风荷载的建模精度.

脉动风速功率谱与随机Fourier幅值谱的关系研究

功率谱密度函数是随机过程在频域内的重要特征量,但由于其本质上是平稳过程的频域数值特征,致使其很难全面反映原始随机过程的概率信息,这就需要从更本源的意义上考察随机过程。本文试图从Fourier随机函数的角度反映随机过程,将经典的功率谱密度函数中具有物理意义的可测变量看作随机变量,利用功率谱与Fourier幅值谱的关系,定义了随机Fourier幅值谱;以Davenport谱为例,证实当地面粗糙度服从对数正态分布、10m高度基本风速服从极值Ⅰ型分布时,可通过功率谱构造具有物理意义的随机Fourier幅值谱。通过实测风速Fourier谱与随机Fourier幅值谱的比较,证明随机Fourier幅值谱的概念具有合理性。

强地震动幅值谱随机涨落特征的研究

本文从工程应用的观点,将强地面运动幅值谱|A(f)|表示为强度受到调制的随机过程即其中,为随频率变化的确定性函数亦|A(f)|是的均值,η(f)为均值为零的随机过程。在随机过程η(f)为各态厉经的假定下,研究了η(f)的功率谱密度函数的特征及其衰减形式。根据地震学的有关理论,提出了用四个参数控制幅值谱的均值随频率变化的函数形式并对拟合这些参数的原则作了讨论。本文利用SMART—1台阵资料,对强地震动幅值谱及其随机涨落特征进行了定量分析,说明幅值谱的随机涨落对地震动峰值的影响大致在3％至12％之间,而对反应谱的影响大致在10％至33％之间。

基于随机波动模型的联络线波动功率幅值估算

大区域互联系统联络线负荷波动引起的不规则功率波动给系统运行带来巨大风险,有必要对波动功率大小进行分析和估算,为此,提出了一种基于随机波动(stochastic volatility,SV)模型的联络线波动功率幅值估算方法,通过建立描述负荷功率波动时序特征的随机波动模型,根据负荷波动与联络线波动功率的关系式计算计及功率波动时序联系的联络线功率波动幅值来统计波动功率幅值的概率分布以及均差和标准差。仿真结果验证了功率波动幅值估算方法的可行性。

突触噪声作用下的IF阈值神经元模型的随机共振

基于带阈值的积分放电模型研究了神经元在突触递质噪声和周期信号驱动下的随机共振现象.利用平均法得到系统输出幅值增益的精确表达式,考察了输出幅值增益与信号频率、噪声强度、相关时间及非对称度的关系.发现输出幅值增益随着这些参量的演化曲线在一定条件下呈非单调的,这些都表明在突触递质噪声和周期信号驱动下的神经发放确实存在随机共振现象.

爆炸地震加速度幅值的包络函数模型

以Shinozuka Sato双指数调幅函数为基础 ,提出了一个爆炸地震加速度幅值的包络函数模型。根据爆炸地震的特点 ,建立了与爆炸形式、药量和场地条件相联系的包络函数基本参数关系。分析表明 ,加速度幅值的包络函数是地介质对爆炸作用的均方根加速度响应的等价形式 ,可以用于模拟地震地面运动的时间历程。所提出的应用实例证明了加速度幅值的包络函数是一种更好的爆炸地震运动描述方法。

随机振动疲劳寿命评估频域法模型适用性研究

为了研究频域法中的应力幅值概率密度函数(Probability Density Function,PDF)模型在随机振动疲劳寿命评估过程中的适用性,首先介绍常用的5种频域法模型,接着设置由不同谱宽系数、中心频率和功率谱密度(Power Spectral Density,PSD)谱值组合的限带白噪声应力功率谱。在此基础上利用傅里叶逆变换得到对应的时域信号,并将频域法模型计算得到的应力幅值概率密度函数与模拟的时域信号经过雨流循环计数得到的结果进行对比,评估各种频域模型的适用性和精度。结果表明,在整个带宽范围内,ZhaoBaker模型和Dirlik模型都有较高的准确性和适用性,Weibull模型在模拟小谱宽系数(ε<0.15)的单峰谱和谱宽系数大于0.6的宽带PSD时拥有不错的精度;频域模型的精度误差都随中心频率和谱值的增加有不同程度的下降。

基于数学形态学的自适应余弦拟合随机共振幅值估计研究

针对余弦拟合算法计算量大、准度不高等问题,本文基于数学形态学对频域进行平滑处理,提出一种对特定频率峰值拟合的自适应参数调节随机共振幅值估计算法。首先,利用移频变尺度线性压缩随机共振检测出特定频率并利用所得频率设计出余弦曲线,在此基础上基于数学形态学对特定频率进行平滑处理,提出一种以特定频率的峰值为拟合目标的自适应参数调节方法,从而实现微弱信号的幅值估计。通过仿真数据,证明该算法比余弦拟合算法有效率,精度提升了1.33%。

地震动随机函数模型研究(Ⅰ)——模型建立

基于随机过程的随机函数解释,发展了一种随机地震动模型。模型包括两个部分,分别是基于理论物理关系的Fourier幅值谱模型和基于经验关系的Fourier相位谱模型。基于拟加速度谱概念建立的幅值谱模型能够反映强震记录的幅值特性,而Fourier相位谱模型则利用累积相位谱的单值连续特性,以线性多项式与三角级数组合的形式给出。模拟记录与实测记录对比结果显示两者不仅在波形结构上相似性良好,而且反应谱层次亦吻合良好。

平稳随机信号的可预测性分析与熵值估计

自回归模型中的预测目标信号通常被视为其线性组合的部分输出以及从外部引入的谱白化噪声之和,并以其预测误差即外部噪声的均方差最小作为模型自回归系数计算的约束条件,但信号的不确定性使得其中的随机变化部分不可能被有效预测,所引入的外部噪声无法对其预测误差进行任何有效补偿,模型只能根据以往已知数据部分地预测到当前信号,故此应将模型的组合输出直接作为其预测结果而无需引入无益的外部噪声,其中组合输出在目标信号上的投影即为信号中的可预测部分,而与目标信号相正交的偏差部分则是对信号中不可预测部分的功率补偿,且同时还应要求模型的自回归系数为谱白化形式,以维持预测过程前后信号功率谱分布的一致性,此时信号可预测部分的最大权重比即等于其功率谱值的平方和,其余值即信号不可预测部分的权重比即可被作为随机信号的预测熵值以衡量其不确定性,信号频点状态分量的熵值函数则等于该频点处的可预测权重比与除此频点之外的其余各点信号功率谱累加值之间的乘积,模型预测及谱估计的目标都应是期望获得最小的信号预测熵值。

大跨度桥梁地震响应分析中的非一致地震激励模型

基于二维相干函数建立了考虑二维相关影响的非一致激励功率谱模型 ,在此基础上采用随机过程理论推导了幅值、相位角与功率谱的关系 ,建立了非一致激励时程样本的数值模拟方法 ,由该法可生成地震响应时程分析所需的加速度时程样本。

考虑场地土参数随机性和相关性的地震动降维模拟

为了考虑场地条件对地震动特性的影响,在非平稳地震动过程的演变功率谱模型中,选择场地土参数作为随机变量,并构造了相应的随机函数形式。建议的随机函数表达不仅能够反映场地土参数的随机性及参数之间的相关性,而且能够直接利用场地土参数的均值、变异系数和相关系数等数字特征来获得其概率分布。同时,利用随机函数的降维思想,建议了基于非确定性谱幅值(NSA)的降维模拟方法,该方法能够同时考虑地震动幅值和相位的随机性,并结合数论方法生成不同场地类别的地震动加速度代表性时程集合。算例表明:场地土参数的随机性和相关性对地震动加速度时程的强度、频率非平稳特性以及频率成分等方面有较大影响。最后,与实测强震动的加速度反应谱以及Fourier幅值谱的比较,进一步验证了模拟方法的工程适用性。

路面谱随机激励下的轮式发射系统动力学建模与仿真

轮式发射系统行驶动力学建模与仿真是其动力学性能和试验设计的前提和基础,日益提高的轮式发射系统动态性能迫切需要一种快速高效的大型多体系统动力学计算方法。本文采用多体系统传递矩阵法建立了轮式发射系统的动力学模型,给出了相应的拓扑图和动力学方程,此外,通过快速傅里叶逆变换重构了平行车轮的路面不平度,结合蒙特卡罗方法对随机路面激励下轮式发射系统的动力学特性进行了模拟和讨论分析结果表明,随着路面不平度级别和行驶速度的增加,轮式发射系统的振动加速度幅值越大,在正常车速下,路面激励对车体的影响远大于车速。模态试验和行驶试验验证了动力学建模和仿真的正确性本文可拓展到其他包含概率不确定性的多体系统动力学建模和分析.

一种基于多普勒谱AR建模的SAR图像纹斑噪声抑制技术

基于合成孔径雷达(SAR)成像与自回归(AR)模型的特点,提出了一种SAR图像纹斑噪声抑制技术。将SAR复值图像的多普勒谱表示成一定阶数的AR模型,根据合适的AR模型系数估算SAR强度或幅值图像可保持较高的分辨率。给出了方法的模型和步骤。实验结果表明:所获幅值图像的纹斑噪声抑制,以及边缘和纹理特征等细节保持都优于常用的基于SAR图像多普勒谱的纹斑噪声抑制——多视处理技术。

汽车功放的随机振动试验方案的应用剖析及其实现对策

文章通过对某企业依据GB4798.2标准,提供的随机振动的试验方案进行理论计算和专用软件计算,结合实验室的1kg的电动振动系统的技术参数,分析探讨试验方案在1kg的电动振动系统实现试验的可行性,提出可行的解决试验方案。

随机振动应力幅值的分布规律

文中用三角级数法对不同谱宽系数的应力响应功率谱进行时域模拟,采用雨流循环计数方法获得应力幅值概率分布,比较了四种应力幅值概率密度函数模型对不同谱宽系数的应力循环雨流幅值分布描述的准确程度,并指定了各种应力幅值概率模型的适用范围。数值模拟结果表明:谱宽系数ε<0.3的窄带随机过程应力幅值服从Rayleigh分布;谱宽系数ε>0.5的宽带随机过程Dirlik概率模型比较准确的描述了应力幅值的概率分布;谱宽系数在0.3到0.5之间,给出的四种概率模型均不能较好的描述其应力幅值分布。

限带白噪声过程雨流幅值分布

为了在频域内解决限带白噪声载荷作用下结构的疲劳寿命估算问题,提出了限带白噪声过程的雨流幅值分布模型,并给出了参数估算方法。假设雨流幅值可以用双参数Weibull分布来描述,形状参数与带宽系数呈线性关系;尺度参数与均方根呈比例关系;比例因子与不规则因子呈线性关系。数值模拟结果表明:Weibull分布能够很好地描述限带白噪声过程的雨流幅值分布,分布参数能够根据随机过程的谱参数计算得出。

基于谱随机有限元法的龙卷风作用下核电常规岛可靠度分析

在核电厂厂址处龙卷风观测记录的基础上,推导了极值III型龙卷风强度概率分布函数。建立了核电常规岛主厂房的计算模型,采用谱随机有限元法,考虑三种荷载工况下龙卷风荷载和结构抗力参数的不确定性,对结构进行龙卷风作用下的随机响应和可靠度分析。分析结果表明:厂房位于龙卷风中心时,龙卷风荷载对厂房的产生明显的扭转效应,结构顶点随机位移对规范限值的超越概率较大;当厂房位于龙卷风最大半径处,龙卷风对结构主要产生侧向推动作用,顶点随机位移对规范限值的超越概率很小。龙卷风位于厂房中心处为三种工况下的荷载最不利位置。

平稳过滤白噪声激励下海洋桩基平台响应分析

本文研究了平稳过滤白噪声激励下海洋桩基平台响应分析方法，该方法将强地面运动视为三向平稳过滤白噪声随机过程，应用留数定理推导出积分平台响应的表达式。对一水深为１１４．３ｍ的海洋桩基平台进行了平稳过滤白噪声激励下响应的计算，其成果与平稳白噪声激励下的响应和响应谱法计算结果进行了对比，并得出了相应的结论。

机器扰力作用下楼板振动响应的概率分析

机器扰力随机器开启时间间隔以及扰频变化呈随机性,为了研究在该随机机器激励下楼板的振动问题,结合某生产车间技改后楼板出现振动的工程实例,根据现场实测振动加速度样本数据,拟合出不同线体工作下的概率密度分布函数,与其直方图分布进行比较,利用MATLAB正态分布概率纸对其分布进行检验,并对其合成幅值进行可靠性分析。分析表明当开启机器不少于6台时楼板的响应呈正态分布特征,且拟合的正态分布概率密度函数与统计直方图分布较吻合。