【摘 要】
：
实际工程中存在着各种难以避免的不确定性,对不确定性问题量化分析的实际需求,使得处理不确定性问题的新方法变得越来越重要,也使“不确定性分析的方法在数值建模技术领域中获得契机”。本文以粘弹性、瞬态非线性热传导和拉压不同模量问题为研究对象,开展模糊不确定性正/反问题的数值建模与求解方法研究。这三个问题的共同特点是确定性问题的求解过程复杂、计算量大、影响计算精度和计算效率的因素多。由于不确定分析过程中一般
论文部分内容阅读
实际工程中存在着各种难以避免的不确定性,对不确定性问题量化分析的实际需求,使得处理不确定性问题的新方法变得越来越重要,也使“不确定性分析的方法在数值建模技术领域中获得契机”。本文以粘弹性、瞬态非线性热传导和拉压不同模量问题为研究对象,开展模糊不确定性正/反问题的数值建模与求解方法研究。这三个问题的共同特点是确定性问题的求解过程复杂、计算量大、影响计算精度和计算效率的因素多。由于不确定分析过程中一般需要不断求解确定性问题,这些问题的存在使得相关不确定性问题求解更加困难,也从计算精度和计算效率两方面对求解方法提出了新的挑战。作为基于少量先验信息的非概率不确定性分析方法之一,模糊方法近年来在不确定性数值建模中正得到越来越多的应用。尽管模糊不确定性问题的研究已涉及许多工程领域和学科,并取得了不少研究成果,但与以上三个问题直接相关的文献报道很少;特别是模糊反问题的研究,目前几乎未见直接相关的文献报道。本文工作主要着力于以下方面:（1）确定性正问题的计算精度与计算效率;（2）基于α-截集方法的模糊正问题建模,以及各α-截集上区间估计的精度与效率;（3）基于α-截集方法的模糊反问题建模,以及反问题求解的计算精度与计算效率。围绕以上着力点,本文主要开展了以下工作:（1）将时域分段自适应算法与比例边界有限元方法或有限元方法相结合,以求解时间相关的确定性粘弹性和瞬态非线性热传导问题,可在时间步长变化时保证时域的计算精度,无需进行非线性相关的迭代求解,并可方便地进行导数的自适应计算。对确定性拉压不同模量问题,采用基于光滑化本构模型和敏度分析的非线性有限元算法,以提高非线性问题求解的计算效率。（2）对所研究的三个问题,分别建立了基于α-截集方法的模糊正问题数值求解模型,采用优化方法求解α-截集上的区间问题,可避免区间运算方法引起的区间扩张和摄动/Taylor展开算法的小区间限制,并可保证区间估计的精度。同时,对三个问题分别构建了基于稀疏网格插值技术的代理模型,并与并行计算相结合以提高优化计算的效率。此外,提出了基于Taylor展开和优化算法的混合区间估计方法,可兼顾计算精度和计算效率,不仅可用于全尺度区间瞬态非线性热传导问题的求解,也有望与α-截集方法相结合,以进一步提高模糊分析的计算效率。（3）对所研究的三个问题,分别建立了基于α-截集方法的模糊反问题数值求解模型,提出了基于稀疏网格插值技术的代理模型和粒子群优化算法的求解方法,并与并行计算相结合以提高各α-截集上区间反问题的计算效率。此外,对粘弹性模糊反问题,提出了一个两阶段反演策略以降低反问题求解规模。（4）对所提算法均进行了数值验证,并探讨了多个相关因素对计算精度和计算效率的影响。数值验证表明,对所研究的三个问题而言,当系统物性参数具有模糊不确定性时,本文所提模糊正问题的求解方法,可有效确定系统响应（位移、温度等）的隶属函数;当观测信息具有模糊不确定性时,本文所提模糊反问题的求解方法,可有效对物性参数的隶属函数进行单一/组合识别。本文所提方法不仅为粘弹性、瞬态非线性热传导、拉压不同模量模糊正/反问题的研究提供了有效的数值求解工具,也为其它时域和非线性相关问题的模糊不确定性分析提供了有价值的参考。此外,本文所提模糊正/反问题的数值求解方法都是基于α-截集方法的区间分析,因此这些方法也可用于相关区间不确定性正/反问题的求解。
其他文献
虽然研究人员强调了对组织和雇员高绩效工作制度的调查,但目前的文献仍然限于高绩效工作制度与雇员服务绩效的关系,以及组织识别和组织支持的作用,不能忽视转型领导的作用,这一视角尚未被研究。该研究计划通过提供新的理论文献和经验证据来填补知识空白,以审查高绩效工作制度对首都塞拉利昂商业银行的员工业绩的影响,并涉及组织识别和组织支持,以及转型领导。在该系统中,开发了一个全面的概念模型ID,以显示高性能工作系统
核能作为清洁能源的重要组成部分,以其高能、废料少的优点,受到世界各国广泛青睐,也是现在和未来清洁能源发展的方向。保证核安全是发展核能首要关注的问题。安全壳结构作为防止放射性物质泄漏的最后一道屏障,对保证核安全至关重要。历史上发生的核事故给人类带来了惨痛的教训,自此以后安全壳结构的重要性得到进一步认识,要求设计中除了考虑其设计基准工况下的性能外,还要关注其超设计基准工况下的性能。由于安全壳结构在超设
海洋天然气水合物储量巨大并广泛分布于深海沉积层中,具有极高的开发价值。而水合物的开采可能会导致储层失稳,进而引发一系列严重地质灾害,因此,安全保障将是水合物商业化开采的首要前提。储层的各项环境因素是复杂多变的,其中地层温压环境控制着水合物稳定带,并导致了不同区域、不同埋深处的水合物沉积物力学特性的差异性;在不同区域水合物的开采所导致的沉积物强度弱化以及储层变形也将是各异的,给开采工艺方法的设计带来
残余位移是结构震后可修复性评价的重要指标,合理分析并准确估计结构的震后残余位移对于地震损伤控制及性能评估具有重要意义。SDOF体系的残余位移分析是实现结构震后可修复性能控制的基础,现阶段与残余位移相关的研究主要是针对SDOF体系开展的,这些研究在时程分析时通常采用了常阻尼系数假定,事实上,这一阻尼假定并不适用于结构固有阻尼耗能机制的模拟,基于该假定可能会导致不切实际的分析结果。切线刚度正比阻尼已经
在现代造船模式下,数字化技术应用成为船舶产业的研究热点,为船舶设计制造及其自动化带来了新的发展模式和技术支持。数字化造船的实施,以降低生产成本、提高造船效率和质量为目标,成为我国船舶企业在国际船舶市场中提高核心竞争力的重要手段。船舶分段建造精度管理与控制作为数字化造船的关键技术之一,是关于建造精度问题的研究,贯穿于船舶生产全生命周期。全面加强建造全过程精度管理与控制,是保证船体建造质量和快速合拢的
天然气水合物是一种清洁高效的新型能源,其因储量巨大、分布广泛等特点,被认为是21世纪最有开采潜力的接替性能源,是目前世界各国力争的未来能源战略制高点。然而,天然气水合物开采过程中引起的水合物分解,会导致储层胶结结构弱化或消失,进而引起储层强度、刚度等发生巨大变化,可能诱发地层沉降、变形以及井筒失稳等工程地质灾害。阐明水合物沉积物变形微观响应机理,是实现天然气水合物资源安全开采的重要前提。本文以此为
皮肤黑色素瘤是一种由表皮基底层黑素细胞高度病变所导致的恶性肿瘤,其恶性程度高、转移早,已成为皮肤癌中最致命的一种疾病。藤黄酸（Gambogic acid,GA）是从藤黄树胶中提取的一种具有抗肿瘤活性的化合物,其对恶性黑色素瘤有很强的抑制作用。GA的作用靶点多,能通过不同信号途径抑制黑色素瘤活性,且能与多种化疗药物联用达到协同抗肿瘤的效果,其在癌症的预防和治疗中有很好的应用前景。但由于GA的肝首过效
目的:青少年抑郁障碍呈逐年增加的趋势,为家庭和社会带来了巨大的经济压力和负担,是目前重点关注的问题。女性青少年的抑郁障碍发生率更高,且抑郁障碍常常伴随着违纪、攻击、社交退缩、厌学、欺凌等一系列行为问题。而目前对于女性青少年的内化问题研究较多,但是对于女性青少年抑郁障碍患者伴发的行为问题,尤其是外化行为问题的研究较少。另外,青少年的既往经历、父母的教养方式、学校因素与青少年抑郁障碍密切相关,但对于女
近几十年来,高超声速飞行器已经成为各个经济政治大国的军事研究热点。在高超声速飞行器的各种技术当中,热防护技术有着极为重要的地位。一方面,由于飞行器的速度达到了5马赫数以上,飞行器外表面会受到极为严重的气动加热,需要更加耐热且坚实可靠的外层热防护系统;另一方面,飞行器要达到如此高的速度,需要有足够大推力的超燃冲压发动机为其提供动力,这类发动机内部燃料燃烧时也会产生极高的温度,同样需要一套热防护系统和
参数化在计算几何、计算机辅助几何设计（Computer Aided Geometric Design,简称CAGD）、计算机图形学（Computer Graphics,简称CG）、有限元分析（Finite Element Analysis,简称FEA）和等几何分析（Isogeometric Analysis,简称IGA）等领域中应用广泛.实际上,曲线/曲面/体的参数化就是将参数域映射为曲线/曲面/