多点地震动时程人工合成

分析大跨度结构需要一种效率、精度都较高的多点地震动时程合成方法。基于平稳随机过程理论推导了多点地震动时程合成公式，每一频率点处的时程幅值与迟滞相干矩阵特征值和特征向量有关。用数值计算研究了迟滞相干矩阵特征对的变化规律，提出了对其进行简化的方法，用算例验证了简化计算的可行性。     

空间相关非平稳地震动反应谱拟合

为了给大跨度结构的抗震分析提供空间多点相关地震动加速度时程,在前人研究的基础上,提出根据标准设计反应谱合成非平稳空间相关多点地震波的方法.从规范反应谱出发得到功率谱,然后由地震动的空间相关性得到功率谱矩阵,用三角级数法生成各点地震动.生成的地震波具有地震动的空间相关性,同时还考虑了强度和频率的双重非平稳性, 在保证相关性的前提下对初始波进行修正使其反应谱与规范反应谱逼近.数值算例表明,利用该方法生成的地震动加速度反应谱具有较高的拟合精度,合成的多点时程可用于大坝等延伸结构多点激励的地震动输入.     

基于地震记录的震动图校正方法研究

针对地震动强度速报工作,利用地震动衰减关系和地震台站记录到的数据研究地震动强度衰减中地震事件内部(intra-earthquake)的不确定性.通过台站实际观测值与理论计算值之间的残差分析,提出了利用台站数据对缺少台站地区理论估计值的对数偏差校正方法.研究分析表明,线性偏差校正方法对系统偏差校正的效果不显著,与使用汪素云2000年回归的我国东部峰值加速度(PGA)衰减关系的结果相当;针对特定震级的地震不约束R0(近场饱和因子)拟合的衰减关系,由于近场台站分布的不均匀性,使得R0过大,衰减关系对近场地震动参数缺乏控制;对数偏差校正方法的结果与固定R0拟合地震动衰减关系的结果大致相当,适合于地震动强度速报中缺少台站数据的地区地震动参数理论估计值的系统偏差校正.最后以2010年3月4日中国台湾屏东6.4级地震为例,比较了点圆和点椭圆衰减关系模型的对数残差及震动图的分布形态,说明衰减关系模型对震中地区地震动参数估计值的分布影响较大,并利用对数偏差校正方法快速生成震动图展示了该校正方法的可靠性.     

空间地震动作用下大跨度拱桥地震响应分析

基于空间非平稳地震动场模型,应用谐波合成法模拟生成了用于空间地震动输入的地震动加速度时程。在此地震动输入下,以重庆菜园坝大桥作为模型原型,采用时程分析方法详细研究了此种大跨度拱与刚构组合桥在一致输入、行波输入和多点输入下的地震响应特性。分析结果表明,地震动空间变化对主拱的轴力和拱桥跨中构件对称反应影响显著,使其大部分反应明显增大;而刚构的大部分内力都有减小。     

基于分量分离方法的地震动反应谱

地震动反应谱统计分析中存在的离散性一直是影响设计谱精确估计的重要因素.地震动加速度反应谱离散性偏大的区段主要集中于长周期部分.为了进一步研究地震动反应谱及其长周期段的特征,建立了一个综合强地震动数据库,考虑地震动反应谱的特征将强震记录分为普通型和低频型2类,采用数字滤波方法将低频型地震动中的长周期分量分离,引入了一种2阶段平稳简谐地震动模型用于等效所分离的低频分量.结果表明:滤波后的低频型地震动与普通型地震动反应谱仍有明显差别;低频型地震动与分离后得到的低频分量以及高、中频分量参数间存在一定的相关性;指出普通型地震动与低频型地震动的设计谱须分别单独标定,其中普通型地震动设计谱采用平均谱标定,低频型地震动设计谱可以在普通型地震动设计谱标定方法的基础上对长周期段进行修正得到.该研究为地震动反应谱特征及规律的认识提供了新的方法,为设计谱的精确标定提供了参考和依据.     

汶川地震中都江堰地区地震动场模拟

汶川地震中都江堰地区缺少地震记录,因此模拟该地区的地震动是获得地震信息的有效途径。在充分利用有限的流动台余震记录基础上,用随机方法模拟了都江堰地区小震,将小震时程作为经验格林函数合成大地震时程,进而获得都江堰地区的卓越周期。模拟结果表明：汶川地震中都江堰地区的加速度峰值约400 cm/s2,基岩场地的卓越周期在0.2～0.3 s。这些数据为都江堰地区建筑物的抗震设防提供了基础资料。     

地震动强度包络函数模型

由于现有的地震动强度包络函数存在着不足,为此本文提出了一种不同的地震动模型．它是以随机过程理论为基础,把对强度包络函数的研究转化为对地震记录标准差的研究,即通过对美国近千条地震记录的标准差的统计计算,以此研究包络函数的特性．     

在地震动水平与摇摆分量作用下高层结构随机地震反应

根据地震作用的概率统计特征，研究剪切型高层结构在地震动的水平与摇摆分量联合作用下的随机反应。建立了在地震动水平与摇摆分量联合作用下高层结构的振动方程，推导出在平稳随机地震作用下结构体系的反应功率谱密度函数，得到结构体系反应的各项统计特征量计算表达式。在此基础上，编制相应的计算机程序，对实际结构进行数值计算。研究结果表明：地震的摇摆分量对高层结构的位移影响较大，不可忽视。     

云贵彝良-威宁中强地震地震动特性

2012年9月7日,我国西南云贵交界彝良-威宁地区连续发生两次中强地震,为地震动特性的比较研究提供了强震动记录．考虑距离、方向的影响,从地震动衰减关系和反应谱两个方面考查了两次地震强震动的工程特征．结果显示,竖向地震动峰值在近场和中场区域明显高于水平向地震动,竖向地震动峰值随距离衰减更快;55．6级地震动峰值在近场和中场明显大于必;5．7级地震动,但地震动峰值衰减速度也较快;与其他研究结果比较表明,这两次地震的峰值总体上偏低．尽管两次地震绝大多数台站的场地为土层场地,但其平均规准谱在中长周期段的谱值明显低于规范设计谱．     

基于正交Hilbert时变功率谱的多分量完全非平稳地震动模拟及验证

提出基于正交Hilbert时变功率谱的多分量完全非平稳地震动模拟方法,该方法在确定描述各分量间相关性的互协方差函数时,假定各分量采用一组相同的随机相位偏差.分别以EL Centro地震动加速度时程记录南北分量和Northridge地震Newhall台站实测三分量地震动加速度时程记录为单、多分量地震动时程模拟对象,模拟生...     

利用正交Hilbert谱模拟非平稳随机地震动

基于样本记录正交HHT变换的Hilbert谱提出了非平稳随机地震动过程的模拟方法。 利用正交EMD法对IMF分量进行处理,克服了传统EMD分解存在能量泄漏的缺点,使正交HHT法可以精确分析非平稳信号的时频特性。在此基础上,把样本的Hilbert谱均值作为地震动随机过程的目标Hilbert谱,引入随机相位角来进行非平稳随机地震动过程的仿真,并且给出了随机过程的统计特性函数。通过对2个地震动记录的模拟,验证了模拟的地震动样本,能完全反映原记录强度和频率的非平稳特性,在时频分布上和原记录非常接近,具有相同的统计特征,并且模拟样本之间也具有良好的离散性。     

浮力驱动式水下航行器螺旋线运动控制与仿真

建立了浮力驱动式水下航行器的运动仿真模型,用MATLAB开发了仿真软件,对浮力驱动式水下航行器的运动进行了仿真研究.仿真算例表明,所建立的仿真模型是正确的,开发的软件具有较强的仿真功能;浮力驱动式航行器螺旋线运动模式的探索与实现,扩大了浮力驱动式水下航行器的应用范围,不仅可作远航程用途使用,而且可作定区域用途使用.     

船舶纵向运动控制模型的建立及仿真

针对船舶在海上运动的情况,提出了一种水动力模型的建立方法.依据切片理论建立了不同浪向下船舶纵向运动的水动力模型.基于船模水池实验,在分析442 t水面舰艇典型海况下水动力系数的基础上,通过仿真研究,推导出一种实时在线的船舶纵向运动控制模型;给出了计算实例并进行了误差均值和误差方差的可信度检验,置信度95%.该模型可实时在线地计算出船舶在任何航向、航速及海情下与频率无关的船舶纵向运动水动力系数,从而得到实时在线船舶纵向运动控制模型.所建立的水动力模型拟合均方差的相对值在0.4%～13.9%,平均拟合均方差的相对值为6.6%.通过MATLAB仿真计算证明:该模型完全能控、完全能观和渐进稳定.     

地运动信号的时频分析

对实测地运动信号,分别应用短时傅里叶变换(STFT)、Wigner-Ville分布(WVD)、小波变换(WT)和Hilbert-Huang变换(HHT)进行了分析,讨论了地运动信号的时频分布.结果表明,地运动信号有多个中心频率,信号能量在0～30 Hz以内,优势频率在12～15 Hz.4种时频分析方法都能反映地运动信号的时频特征,STFT和WVD只能粗略反映信号能量的分布情况,可以给出能量峰值对应的具体时间和频率,但其分辨率单一.WT和HHT可以给出信号能量比较详细的分布情况,WT具有多分辨率特点,但给出的能量分布在一定的带宽内,不能给出某一频率的能量分布.HHT具有自适应性,给出的是某些特征分量的能量分布,也不能给出某一频率的能量分布.     

地源热泵U型管地下换热器的CFD数值模拟

为了给地源热泵U型管地下换热器的优化设计提供理论依据,通过CFD数值软件对地源热泵U型管地下换热器系统中的流动和传热过程进行数值模拟.结果表明,地源热泵U型管地下换热器的换热效率随支管间距的增大而增加,随回填土材料热导率的增加而增大,而且支管间距和回填土材料热导率对换热器效率的影响是很复杂的非线性关系.当钻孔深度超过80m时,两支管的温升比急剧增加,支管间的热损失加剧,建议在实际操作中钻孔深度不要太深.     

数控机床运动误差的检测与仿真

分析了造成数控机床运动误差的主要来源,给出了各主要误差来源对应的特征曲线.提出了一种可用于综合误差诊断的数学方法,并通过大量的仿真研究证明:运用该算法诊断综合误差来源结果正确,方法有效可行.     

工程车辆传动系统建模与仿真

建立了工程车辆传动系统的数学模型。在Matlab／Simulink环境下对系统进行模拟测试。结果表明,该模型可以正确评价工程车辆系统的传动效率,为传动系统的自动控制提供了技术支持。     

空间线性组合模拟模型及其实证

空间分布的模拟精度与采用的模型密切相关.针对具有空间自相关时空数据的空间分布模拟问题,将时空数据看成为时间序列数据与横截面数据的组合,分别建立横截面数据一阶空间自回归[SAR(1)]模拟模型和克立格(Kriging)方法模拟模型,时间序列数据的遗传神经网络(GABP)模拟模型,在这些模型研究的基础上建立空间线性组合模拟(SLCS)模型.应用这些模型对2002年福建部分县市人均GDP水平空间变异进行实证模拟研究,结果表明空间线性组合模型模拟效果较好.     

Effects of soil amplification ratio and multiple wave interference for ground motion due to earthquake

Study on seismic disaster is quite important for pro-tecting the lives and properties of the people[1]. Manyprevention disaster projects in civil constructions, etc.require quite accurate and reliable ground motion parame-ters. It has great social and economic effects to analyze thedamage mechanisms and destructive processing of build-ings by means of investigations of quantitative groundmotions. Numerical simulations of seismic ground motionhave been increasingly developed with the populariza…