基于Riccati传递矩阵法分析水下有限长环肋圆柱壳的声辐射性能

采用与以往解析法和FEM/BEM不同的思路,通过运用Riccati传递矩阵法和齐次扩容精细积分法求解水下圆柱壳声振问题的一阶矩阵微分方程,提出一种新的半解析半数值法分析有限长环肋圆柱壳的声振问题。声压解析表达式由满足Helmholtz方程的基本解的线性组合表示;利用液固交界面的法向速度协调条件以及在壳体母线上配点,从而将结构的声振耦合方程转化为求解声压系数的线性代数方程组,实现了对环肋圆柱壳声振问题的求解。数值算例研究了几个重要计算参数对精度的影响;另外通过结果比较表明了该方法的有效性。该方法可以进一步推广到求解有限长环肋圆锥壳以及环肋锥柱组合壳的声振问题。

基于摄动Riccati传递矩阵的梁桥损伤概率识别方法

提出了一种基于摄动Riccati传递矩阵的梁桥损伤的概率识别方法。利用摄动Riccati传递矩阵方法和奇异值分解技术,在结构特征值和特征向量的一、二阶摄动计算公式基础上,依据概率统计原理,建立了结构损伤概率识别方程,并利用优化方法反演出结构各单元损伤识别参数的均值以及损伤概率,由此可以确定梁桥损伤位置和损伤程度。通过对一座简支梁桥和一座5跨连续梁桥进行多工况损伤概率识别的数值仿真模拟,计算得到了不同工况下的梁桥损伤识别结果,结果表明:对于梁桥结构大于10%的损伤量,该方法可以比较准确地识别出损伤位置及损伤程度,证明了该方法的有效性;采用该方法可以在很大程度上避免由于结构参数的随机性造成的误判或者漏判,识别结果较好。

组合加肋旋转壳应力和稳定性分析的Riccati传递矩阵法

运用Riccati传递矩阵法,建立了旋转壳单元的场传递矩阵,推导了肋骨和母线倾角不连续位置的点传递矩阵,在推导中考虑了肋骨各方向可能的变形,编制了分析组合加肋旋转壳应力和稳定性的计算机程序(应力程序SAPRi,稳定性程序BAPRi)。利用所编制的程序对组合加肋旋转壳算例进行了应力和稳定性分析,并将计算结果与理论计算结果、试验结果或MSC/NASTRAN的计算结果进行比较,表明所编制的程序正确可信、计算速度快、精度高。

基于分布质量的Riccati传递矩阵法模型与轴系频响函数计算方法研究

基于分布质量模型的Riccati传递矩阵法 ,导出了轴系频响函数的计算公式 .通过理论分析及具体算例的数值比较 ,表明该法应用于轴系频响函数的计算 ,具有计算简便、精度高、与划分单元数目无关等优点 。

基于Riccati传递矩阵法的线性树形多体系统特征值求解

为了提高多体系统传递矩阵法求解线性树形多体系统特征值时的数值稳定性,研究了基于Riccati变换的线性树形多体系统特征值求解方法。建立了元件输入输出端的Riccati传递矩阵递推关系;从树形系统各输入端开始沿传递路径依次求得了各元件联接端的Riccati传递矩阵,并建立了用Riccati传递矩阵表示的系统特征方程;建立了消除系统特征方程极点的方法,从而可以增大求解特征方程时的搜索步长。数值算例计算结果与有限元法计算结果对比验证了该文方法的正确性,与通常多体系统传递矩阵法计算结果对比表明了本文方法具有较高的数值稳定性。

Riccati传递矩阵法在潜艇结构强度和稳定性分析中的应用

运用Riccati传递矩阵方法,建立了旋转壳单元的场传递矩阵,推导了肋骨和母线倾角不连续位置的点传递矩阵,在推导中考虑了肋骨各方向可能的变形,编制了用于分析组合加肋旋转壳应力和稳定性的计算机程序(应力程序SAPRi,稳定性程序BAPRi)。利用SAPRi程序和BAPRi程序对潜艇耐压结构的典型结构算例进行了应力和稳定性分析,并将计算结果与理论结果或商用软件(MSC/NASTRAN)的计算结果进行比较,表明该程序结果正确可信,计算速度快,适合于工程应用。

动力响应问题的摄动Riccati传递矩阵方法

基于Riccati传递矩阵法,给出了一维不确定参数结构系统动力学响应问题的二阶摄动计算方法。该方法在用于一维结构系统动力响应问题的摄动分析时,不需要按振型展开,避免了基于有限元的矩阵摄动方法所带来的模态截断误差问题,提高了分析结果的精度。以多跨转子——轴承系统为模型,导出了动力响应问题摄动R iccati传递矩阵法的具体计算公式,并编制了相应的计算分析程序。算例对弹性支承的等截面梁的动力响应问题进行了摄动分析,摄动计算结果和精确计算结果吻合良好。

转子系统不平衡响应计算的Riccati传递矩阵法

不平衡响应分析是转子系统动力特性计算与设计中的重要环节,传递矩阵法是计算转子系统不平衡响应的方法之一。介绍了计算转子系统振动不平衡响应的Riccati传递矩阵法,并用MATLAB软件编写程序对其进行数值计算,得到单盘转子上的圆盘有偏心时系统的不平衡响应曲线图。

基于Riccati传递矩阵法的汽轮发电机组扭振固有频率计算分析

将连续质量模型的Riccati传递矩阵法应用于汽轮发电机组轴系扭振的固有频率计算中,通过理论分析及具体算例运算,表明该方法既简便又具有较高精度,而且采用此方法计算时与模型划分单元数目无关,是一较为理想的汽轮发电机组轴系扭振频率计算方法。

柔性转子─支承系统瞬态响应分析的模态叠加─Riccati传递矩阵法

利用模态叠加概念和Ｎｅｗｍａｒｋβ差分公式，采用加速度型状态变量，导出了非线性柔性转子一支承系统中分布质量轴段的场传递矩阵，然后用Ｒｉｃｃａｔｉ传递矩阵法稳定空间边界值问题，提出了分析柔性转子一支承系统瞬态响应的模态叠加一Ｒｉｃｃａｔｉ传递矩阵法。此法未对非线性元件作线性化近似处理，所以对弱、强非线性系统均适用，此法的传递矩阵维数低、稳定性好、计算精度和效率较高、易程序化，尤其适合于分析含强非线性元件大型柔性转于一支承系统的瞬态响应。

Riccati传递矩阵——直接积分法及其应用

本文在文献[1,2]工作基础上,提出用Riccati传递矩阵原理建立转子支承系统的特征盘运动微分方程,并作了理论推导及实例分析。 一、特征盘运动微分方程的导出 为了一般性起见,设内、外转子的特征盘均为转子中间的某一盘,如图1所示。设从左边界传递到此特征盘的左端面为n段。

用Riccati传递矩阵法求解涡轮分子泵的振动问题

计算分子泵的临界转速及其振动模态,对选择分子泵参数并降低其振动,有着重要的实际意义。Riccati传递矩阵方法是一种非常有效的计算方法,易于编制程序,速度快,数值稳定性好。对FB-110型涡轮分子泵,用Riccati方法进行了振动分析,说明其工作转速远离临界转速,因而振动小,可以平稳地运转。

Riccati传递矩阵法在流体动力学中的应用

传统的传递矩阵法在求解管内流体的固有频率时,因奇点干扰出现漏根现象.本文结合气体压缩机管道,运用转子动力学中的Riccati方法计算管内气体的固有频率及振型,从根本上消除了漏根现象.算例表明了本方法的可靠性.

船舶轴系扭转振动计算的Riccati传递矩阵法

本文建立了船舶轴系扭振计算的Riccati传递矩阵法的数学模型，编制了通用程序，并用此方法对船舶轴系扭转振动问题进行了计算与分析。结果表明：该方法在数值稳定性及精度方面优于Mykested－Prohl传递矩阵法，而计算量则小于系统矩阵法。

用Riccati传递矩阵法计算悬挂输送机金属结构的固有频率

悬挂输送机结构具有“链式结构”的特点，利用Ｒｉｃｃａｔｉ传递矩阵法计算其固有频率既简便又具有较高精度．本文介绍了如何运用该方法计算频率，并且给出了应用实例。

基于传递矩阵的管路-壳体耦合系统动力学建模

针对管路-支撑-壳体耦合系统的振动响应快速预报和传递特性分析,采用Riccati传递矩阵法建立直管-弯管-变径管-泵-阀门复杂组合管路的动力学模型,以获取考虑流固耦合效应时组合管路的频响特性;采用频响函数子结构综合方法建立组合管路-支撑-壳体耦合系统的动力学模型,以获得在管路系统泵源模拟激励下的振动传递特性。对耦合系统的位移频响、传递特性开展分析,得到如下结论:对组合管路利用Riccati变换可解决传递矩阵法多管段数值精度累积误差的问题,在垂向简谐力激励下壳体和管路受到的垂向力大于轴向力和横向力,在各个支撑处通过各个方向传递的功率流量级基本一致。

广义高斯分布的卷积传递函数多通道非负矩阵分解

基于卷积传递函数的多通道非负矩阵分解(CTF-MNMF)在长混响环境的盲源分离中取得了较好的性能,但该算法的分离性能依然受到声源模型的限制。因此提出了基于广义高斯分布(GGD)的CTF-MNMF算法,通过将域参数引入NMF中并利用广义非负矩阵分解(GNMF)建模GGD的非负尺度因子,提高了声源模型捕捉信号离群值的鲁棒性,进而提高了声源估计的准确性。采用基于辅助函数的优化策略给出分离矩阵和非负矩阵参数的更新公式。仿真结果表明所提算法在语音和音乐两种信号的分离实验中均取得了比GGD-ILRMA、WPE-ILRMA和CTF-MNMF更好的分离性能。

基于传递矩阵法的超声穿颅系统透射增强分析

超声穿颅技术可以实现颅内成像、脑神经刺激、颅内肿瘤消融等,是脑疾病诊断和治疗的重要工具。然而,超声穿颅时,因换能器、水、颅骨之间的阻抗失配,使得入射声场的大部分能量都被颅骨反射,导致超声穿颅效率低、颅骨表面容易升温灼伤等问题,严重阻碍了超声穿颅技术的临床推广。为提升超声穿颅效率,该文利用传递矩阵法对一维穿颅系统的声场传播进行了详细研究,发现在不考虑颅骨衰减情况下,通过在颅骨外表面增加与颅骨相同声阻抗的材料并调控其厚度,在目标频率超声穿颅效率可达100%,并且改变颅骨与换能器之间水层的厚度对超声穿颅效率没有影响。该工作为超声穿颅系统的透射增强提供了物理基础和解决方案。

基于传递矩阵理论的隔膜泵振动噪声预测方法研究

隔膜泵是家用净水器的动力装置,其振动噪声会对用户的使用体验产生负面影响。构建有效的隔膜泵振动噪声预测方法,可以在泵的设计阶段实现噪声的准确预测,从而降低设计成本。根据水泵的工作原理,该文针对一种隔膜泵的轴系,构建了基于传递矩阵理论的横向振动动力学模型,建立了轴系固有频率的计算方法。引入扩展传递矩阵,建立水泵外激励等效模型,发展了典型工况下轴系对水泵外壳作用力的频响分析方法。将作用力作为输入,利用有限元软件计算泵壳的辐射声场。开展泵体辐射噪声的试验测试,结果显示泵体的平均声压级与仿真结果具有较好的一致性,说明了该文提出的等效建模方法的准确性,对隔膜泵的低噪声优化设计与分析具有指导意义。

基于传递矩阵法的声学覆盖层透射系数预报研究

针对含周期单元声学覆盖层的透射系数计算方法展开研究,提出一种数值加解析的联合方法用于改善计算效率,首先以声阻抗管三水听器双负载法测试原理为基础,建立有限元模型并获取覆盖层的等效传递矩阵,结合多层均匀介质声透射解析理论计算覆盖层透射系数。为验证算法的准确性,将有限元直接计算结果与该算法计算结果对比,结果显示采用该算法在大部分频率范围内能准确预报透射系数。该方法可为有效优化声学覆盖层降噪性能提供理论支撑与方法指导。