A Hybrid ESA-CCD Method for Variable-Order Time-Fractional Diffusion Equations

In this paper, we study the solutions for variable-order time-fractional diffusion equations. A three-point combined compact difference (CCD) method is used to discretize the spatial variables to achieve sixth-order accuracy, while the exponential-sum-approximation (ESA) is used to approximate the variable-order Caputo fractional derivative in the temporal direction, and a novel spatial sixth-order hybrid ESA-CCD method is implemented successfully. Finally, the accuracy of the proposed method is verified by numerical experiments.

基于博弈论赋权的改进物元可拓机型选择模型

为科学合理地对各主流民航机型进行综合评价,并为航空公司飞机选型提供一定参考,提出了基于博弈论组合赋权的改进物元可拓机型选择模型.从航空公司、局方、旅客及社会角度出发,以经济性、技术性、舒适性及环境性4个方面,构建机型选择综合评价指标体系.将改进层次分析法得出的主观权重与熵权法得出的客观权重运用博弈论的思想进行组合得到综合权重.采用改进物元可拓模型对机型选择综合评价指标体系进行实际评估,并与逼近理想解排序法、模糊综合评价法的结果以及实际机型订单数进行对比.研究结果表明,构建的指标体系能够准确真实地反映某机型的综合等级水平,并且该模型评估结果更为准确更贴近实际情况,具有准确性与实用性.

基于CWM-TOPSIS模型的金属矿山企业安全管控能力评价

为进一步提升金属矿山安全管理水平,推动金属矿山企业安全高质量发展,构建了金属矿山安全管控能力评价指标体系。运用AHP-EWM组合赋权的CWM法综合分析金属矿山企业安全管控能力的影响因素,采用CWM-TOPSIS法构建了安全管控能力评价模型,并借助AHP-TOPSIS法和EWM-TOPSIS法进行模型验证。工程实例研究表明:应急处置能力、安全技术水平和风险智能预警能力这3个因素对金属矿山企业安全管控能力的综合影响程度最大,企业1的安全管控能力最强。分析结果与实际情况一致,说明该评价方法和模型有利于金属矿山企业准确、快速把握安全管控工作当前状态和薄弱环节,从而进一步改善和提升矿山安全治理水平。

大气GPS掩星观测反演方法

大气GPS掩星观测可获得全球的大气气象参量剖面信息.本文阐述了地球大气GPS掩星观测反演原理,详细介绍了其几何光学近似反演方法和全谱反演方法,提出了将几何光学反演方法和全谱反演方法结合以形成可以处理多路径掩星数据的反演新方案.该方案和几何光学反演方法应用于GPSMET和CHAMP大气掩星数据反演,成功地获得了大气参量剖面.结果表明,新反演方案是可行的、有效的GPS大气掩星反演方案.

基于截断型D-S的快速证据组合方法

如何解决Dempster组合规则的计算复杂性问题是目前研究的热点。该文从提高决策的准确度出发,对截断型D-S算法进行了改进,提出了一种新的近似计算方法;并通过仿真实验证明了,该方法在提高基于基本概率分配函数的决策的准确度方面要明显优于截断型D-S算法。

脉搏波的函数叠加逼近分析方法的研究

研究了脉搏波的形成机理 ,并根据波形变化规律 ,采用函数叠加逼近方法对其进行了分析 ,得到了脉搏波的特征参量 .初步临床应用表明 ,该方法物理概念清晰、直观。

基于混合近似法的纤维梁单元非线性求解方法

环境荷载作用下土木工程结构往往产生较大的非线性变形,包括材料非线性和几何大变形两部分,而两者非线性问题的数值求解往往需要花费高昂的计算代价。隔离非线性有限元法是将材料应变分解为弹性与塑性两部分,在控制方程中实现刚度矩阵的弹塑性分离,使用Woodbury公式进行非线性求解。目前,该方法仅用于求解局部材料非线性问题。文章基于隔离非线性有限元法,推导同时考虑材料和几何非线性(简称混合非线性)的纤维梁单元控制方程;依据Woodbury公式和组合近似法的基本理论,提出混合近似法的高效非线性求解方法,并利用时间复杂度理论,对该方法与传统有限元法进行计算效率对比分析;将提出的方法应用于某钢框架结构的地震非线性反应分析,计算结果表明:文中方法可以在求解材料非线性时考虑几何大变形问题,在保证计算精度的同时使计算效率得到明显提升。

一类非线性弹性杆波动方程的求解

对计入横向惯性效应后的非线性弹性杆纵向波动方程进行了分析,得到了一类非线性波动方程,并用完全近似方法求出了该方程的近似解析解.

组合近似重分析方法的ANSYS二次开发

将C++强大的字符操作能力和MATLAB方便的矩阵处理功能结合起来,采用混合编程的方法开发了一个重分析模块,将精确高效的组合近似算法应用到ANSYS软件中,扩展了该软件在快速重分析方面的能力,实现了二次开发,为处理大型结构的重分析问题提供了强有力的工具。

结构参数大修改时的特征值重分析方法

就结构参数发生大修改的情况提出了两种高精度的特征值重分析方法：Ｐａｄｅ 逼近法和推广的Ｋｉｒｓｃｈ混合法．利用这两种方法，计算了一个具有２０２个结点，３５７个梁单元的平面框架的近似特征值．计算结果表明，所提出的方法是结构参数修改时的特征值重分析的有效方法．

大型结构大修改下的静力重分析方法

对于大型结构发生参数大修改时,采用组合近似算法进行结构位移重分析会使所得的近似解与真实解误差较大.为了解决组合近似算法在大型结构发生参数大修改时的求解精度不足缺陷,提出了3种改进的结构静力重分析方法.该3种改进算法都是基于组合近似算法,并分别通过位移迭代修正、刚度逐步逼近等措施使求解精度不断提高.通过2个算例验证了3种改进算法的有效性和高效性,并对3种改进算法之间的求解效率进行了比较.

隔离非线性分层壳有限单元法

分层壳单元由于其模型简单,物理意义清晰,被广泛应用于建筑结构的有限元数值模拟中。该文基于隔离非线性有限元法提出了分层壳单元的高效非线性分析模型,将分层壳单元的截面变形(应变和曲率)分解为线弹性变形和非线性变形,以单元中面的高斯积分点作为非线性变形插值结点,建立了非线性变形场,并根据虚功原理,推导了分层壳单元的隔离非线性控制方程,采用Woodbury公式和组合近似法联合求解控制方程。依据时间复杂度理论的统计分析表明:该文建立的方法相较于传统变刚度有限元方法在非线性分析效率方面具有显著优势。并与有限元软件ANSYS的计算结果进行对比,验证了该文方法的准确性。

应用切比雪夫逼近快速求解目标宽带雷达散射截面

将切比雪夫逼近理论应用于目标宽带电磁散射特性分析中,通过求解给定频带内的切比雪夫节点和节点处的目标表面电流,实现了频带内任意频率点表面电流的快速预测,从而实现目标宽带雷达散射截面的快速计算。组合场积分方程的使用消除了内谐振问题。将计算结果与传统矩量法逐点计算的结果进行了比较,结果表明在不影响精度的前提下,该方法的计算效率大大提高。

基于近似Woodbury公式的梁单元几何大变形分析

工程结构发生材料非线性时,往往伴随着几何大变形行为。而在非线性分析过程中,刚度矩阵的分解和求逆是不可避免的。该文将隔离非线性有限元法嵌入到更新拉格朗日格式中,建立了考虑材料非线性和几何大变形行为的梁单元控制方程。为了实现控制方程的高效求解,提出了近似Woodbury公式,其核心思想是:与舒尔补矩阵相关的线性方程组采用组合近似法求解,实时变化的整体刚度矩阵被假定在一段时间内保持不变,从而避免矩阵的实时更新和分解,拓宽了Woodbury公式的应用范围。依据时间复杂度分析,对该文方法进行了效率评估。结果表明:对于结构出现大范围材料非线性时的几何大变形问题,近似Woodbury公式依然具有高效性;通过对某钢筋混凝土框架结构进行地震反应分析,论证了该文方法在满足工程精度要求的前提下,能够高效求解结构出现大范围材料非线性时的几何大变形问题。

基于Adomian分解法的变系数组合KdV方程的近似解

运用Adomian分解法研究带有初值条件的变系数组合KdV方程的近似解.首先,对变系数组合KdV方程进行约化,然后对方程中的非线性项进行线性化处理,再运用Adomian分解法求出方程的四级近似解.最后在特殊情形下运用数值模拟的方法对近似解和精确解进行了误差估计,并给出了近似解和精确解的数值模拟图.

基于径向基组合近似模型技术的立柱结构优化设计

针对实际工程复杂优化问题,通常难以获得优化设计变量与优化目标之间的显示函数关系表达式,以SZJY-14型加工中心的立柱作为研究对象,研究了一种基于径向基组合近似模型技术的立柱结构优化设计。首先,针对径向基近似模型预测精度较低等问题,研究了一种基于多策略的径向基近似模型技术,并以改进径向基近似模型技术为基础,构建了组合近似模型技术。其次,利用有限元分析软件Abaqus对立柱三维结构进行网格划分,并对其进行静动态性能分析确定优化目标,采用灵敏度分析法确定优化设计变量,利用组合近似模型技术建立了立柱优化设计模型。最后,采用改进回溯搜索优化算法实现了立柱结构优化设计。求解结果表明,与立柱原结构相比,优化后质量减小了3.77%,最大变形量降低了5.14%,一阶频率提高了5.9%,达到了预期效果。

多源荷载作用下合理拱轴的近似解析

针对多源荷载下合理拱轴没有通用求解方法的现状,提出该问题的近似解析方法——线型组合法。该方法通过对多源荷载的分析,将其拆分为若干个单一类型荷载的和,分别求解各单一类型荷载作用下的压力线及水平推力的解析,按照各单一荷载的水平推力对总推力的贡献比例,对各自压力线进行线性组合,即得到多源荷载作用下合理拱轴线的近似解析。基于数学与力学的基本原理,通过对多源荷载中单一类型荷载数学表达函数三个层次的推演,证明了本文方法。以若干典型多源荷载作用下合理拱轴线的求解作为算例,从压力线坐标、主拱圈弯矩及水平推力等方面,验证本文方法的通用性与精确性。算例结果表明,本文方法可以简便的求得多源荷载作用下合理拱轴线的近似解析,具有较好的通用性;本文方法所得到的拱轴线与实际的合理拱轴线误差很小,主拱圈弯矩也较小;本文方法的推力在连续荷载工况下是精确解,当有离散集中力时,推力的微小误差主要来自离散集中力的连续化。

一种基于近似类抽样的组合聚类方法

FCM聚类算法具有线性的时间复杂度,但它对初始化非常敏感。而k-中心点轮换法对初始化不太敏感,但其缺点就是时间复杂度较高,不能直接应用到海量数据集的聚类分析中。为克服这两类聚类算法的缺点,而充分利用它们的优点,很自然地提出一种基于近似类抽样的组合聚类算法。这种组合聚类算法的时间复杂度是O(n2m)。仿真实验表明,它具有稳定的聚类结果。

基于近似策略的联合优化方法

针对优化中收敛速度和优化解全局性的问题,提出了一种联合优化方法:构造原问题的近似模型,使用全局优化方法对近似函数进行优化,得到优化点作为初值,再使用局部优化方法对原问题进行优化。为了获得对原问题更好的近似,改进了径向基插值方法,以优化误差的方法来选择参数。利用临近空间机翼模型的优化对算法进行了测试,结果表明,优化参数的径向基插值方法提高了高维问题的近似能力,联合优化能够得到较好的优解,并提高了收敛速度。

接近亏损系统模态灵敏度分析的有效算法

为求解振动系统特征问题的灵敏度分析,建立了快速计算状态向量导数的方法。该方法利用广义模态理论,将接近亏损系统的灵敏度分析转化为亏损系统的灵敏度分析问题来处理,并且在组合近似方法的基础上,引入松弛因子保证了系数矩阵的非奇异性,从而提供了接近亏损系统灵敏度分析的理论和方法。数值算例证明了算法的有效性。