混合认知与偶然不确定周期性复合材料声固耦合系统的数值分析

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nn2268006
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为了实现可持续发展,工业上要求材料在保证刚度的同时也要保证轻便性。复合材料可以满足这种需求。因此,复合材料被广泛应用于工程领域。但是,轻薄的复合结构在施加激励时,尤其是当激励的频率接近复合材料板或乘客舱空腔的固有频率时,容易发生剧烈振动并将噪声传递到乘客舱,对乘客造成影响。因此,对周期性复合材料声固耦合系统(periodical composite structural-acoustic system,PCSAS)进行振动声学分析具有重要意义。由于环境的变化,不可避免的制造误差和不完整的认知的影响,系统中的参数总是存在着不确定性。忽略了这些不确定性的声固耦合系统的振动声学分析结果将不可靠。本文针对PCSAS存在混合认知与偶然不确定性时的数值分析问题,在国家自然科学基金和湖南省自然科学基金的资助下,深入系统地开展了相关的研究,提出了基于证据理论的多项式展开方法、模糊与随机广义混沌多项式方法和模糊与随机基于矩的任意混沌多项式方法,并通过算例对所提方法的有效性进行验证。本文主要研究成果有:(1)针对同时存在有界随机变量、区间变量和证据变量的PCSAS的响应分析,提出了基于证据理论的多项式展开方法(Evidence-theory-based Polynomial Expansion Method,EPEM)。该方法通过将所有有界随机变量和区间变量适当地转换为证据变量,而后使用正交多项式展开方法对响应进行近似,从而估算出响应的累计概率分布函数的上界和下界。以一简单函数为数值算例验证了所提方法的准确性,并通过两个工程实例验证该方法的高效性。(2)针对同时存在模糊变量与有界随机变量的混合认知与偶然不确定PCSAS响应分析的问题,将广义混沌多项式方法引入模糊与随机混合不确定模型,提出了模糊与随机广义混沌多项式方法(FRg PCM)。在FRg PCM中,随机变量的最优正交多项式根据其概率分布选取,模糊变量选取勒让德多项式作为其多项式基。研究结果表明,FRg PCM的计算精度良好,能够有效计算模糊与随机不确定PCSAS的响应。(3)传统混沌多项式展开方法在处理仅能获取到采样数据信息的随机变量时会产生拟合误差,且误差在传递过程中可能急剧增大。针对这一问题,将基于矩的任意多项式展开引入模糊与随机混合模型,提出了模糊与随机基于矩的任意混沌多项式方法(FRMAPCM),并将该方法应用在包含模糊变量和随机变量的混合不确定系统的数值分析问题上。FRMAPCM直接利用随机变量采样数据计算的随机矩来构造多项式基,避免了拟合概率密度函数带来的误差。研究结果表明,当随机变量以随机采样数据的形式给出时,FRMAPCM对该系统进行不确定分析的计算精度明显高于FRgPCM。
其他文献
市场竞争的日益加剧与先进制造技术的逐渐普及,使得企业的生产方式发生了根本性的转变,企业对车间调度问题也有了前所未有的重视。混合流水车间调度问题作为经典流水车间调度问题柔性化的拓展,是制造企业面临最普遍的调度问题。本文以某企业箱体类零件制造车间为研究对象,提出了一种考虑设备布局的混合流水车间调度模型,并在此基础上进行了调度算法的设计,生产车间仿真模型的建立与运行以及车间调度原型系统的开发。主要研究内
随着科技的发展,图像信息作为最重要的信息之一,在生产生活中具有不可替代的意义。图像的分辨率通常用来反映图像的清晰程度,但是在部分条件下,无法获取到分辨率较高的图像,但可以使用超分辨率技术重建出高分辨率的图像。单图像超分辨率的目的是从单个低分辨率图像中重建出与其相对应的高分辨率图像,超分辨率已经广泛用于卫星成像、医学影像处理、安全监控、图像增强和图像压缩等领域。基于深度学习的超分辨率重建是当前研究的
窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)是一种新型物联网专用窄带无线通信技术,可在现有LTE(Long Term Evolution)蜂窝通信网中直接进行部署而极大地降低网络运营成本,因此得到物联网业界青睐而发展迅猛,并已开始应用于工业建设、智能城市、农业环境等诸多行业领域。调研发现,与其他窄带无线通信技术相比,NB-IoT远未达到成熟。由于存在较高
生产调度是现代管理技术和先进制造技术的核心内容,是企业提高生产率、减小生产成本、提升综合实力的一个重要途径。允许工序跳跃的混合流水线调度问题是与混合流水线调度问题相似但又有本质上区别的一类新的调度问题,广泛存在于制造业、钢铁行业等行业中,很有工业应用背景。本文考虑了生产过程中工件的搬运时间和加工准备时间等因素,分别建立了允许工序跳跃的混合流水线调度问题的单目标和多目标优化模型,并设计了一种改进的遗
高内相乳液(HIPE)模板法是一种通过聚合连续相、除去内相来制备多孔聚合物的简便、高效的方法。影响多孔聚合物结构的因素主要包括内相体积分数、搅拌速度、单体性质、稳定剂等,其中HIPE的稳定剂是关键影响因素之一。目前,所用的稳定剂主要是传统的表面活性剂和固体颗粒,然而上述稳定剂主要存在用量大、难以洗除、非连通孔等问题,影响其性能和最终应用。Gemini表面活性剂作为一种新型的乳化剂,具有两对亲水基和
铁路运输以其运量大,铺设范围广而成为大多数人出行的首选交通方式。为了满足乘客的多样化需求,铁路客运站的设计越来越倾向于立体化,力求打造出一站式换乘的多功能综合型交通枢纽,但由于其自身的空间封闭性,一旦发生紧急情况,将造成巨大的人员伤亡和损失。因此,研究铁路客运站内的安全疏散问题十分有必要。本文从铁路安全疏散设计要求入手,分析了铁路客运站内客流的特点与站内布局设施对疏散的影响。接着,收集客运站内乘客
单个移动机器人已广泛应用于制造业、军事以及服务业等领域,并对人类社会产生广泛的影响。然而面对日益繁琐的任务需求,单个移动机器人的执行能力有限。相比单机器人,多移动机器人协同作业具有如下优势:执行危险任务的可靠性强,处理复杂繁琐任务效率高,未知区域范围搜索能力强,因此多移动机器人的巨大潜力引起了学术界与工程界的研究热潮。但是目前移动机器人存在硬件异构化,软件封闭化的趋势,难以在统一的系统架构平台上实
日益增多的化石燃料汽车加剧了化石能源短缺和环境污染问题。在此背景下,节能减排成为了发动机技术开发过程中十分重要的目标,涡轮增压、缸内直喷和可变进排气等先进技术在汽油机中得到应用。但由于其复杂性和耦合性,这些技术对增压直喷汽油机性能的影响还需要深入研究。本文在两台类似的增压直喷汽油机(分别称为样机A和B)上进行实验,对比分析造成这两台样机动力性、经济性、燃烧和排放差异的因素;进一步以样机A为基础研究
近年来,预应力混凝土梁桥发展迅猛,其中箱梁抗扭刚度大、内力分布均匀,已成为我国大跨径预应力混凝土梁桥的主要截面形式。但是,由于普通混凝土的自身属性:抗拉强度低、收缩徐变效应明显,导致普通混凝土预应力箱梁桥主梁过度下挠和箱梁梁体开裂。主梁下挠会加剧梁体裂缝发展,而梁体开裂又会加剧主梁下挠,这两个病害长期困扰桥梁工程界,成为该类桥型发展的瓶颈。伴随着UHPC(Ultra High Performanc
路径跟踪作为无人驾驶汽车决策规划的重要模块具有很高的研究价值。路径跟踪不仅要求能够准确追踪参考路径,还要求对跟踪过程中的速度进行控制。本文主要针对无人车决策规划中的路径跟踪纵向速度控制算法和横向转角控制算法展开研究,主要研究内容如下:(1)针对行车时车速自动调整问题,根据其影响因素多且难以建立精确数学模型的特点,设计了一种基于模糊控制理论的速度规划控制器,以实现根据道路曲率、横向跟踪误差以及路面附