一种提高数值模式时间差分计算精度的新格式——回溯时间积分格式 被引量：6

1

作者 封国林 曹鸿兴 +1 位作者 谷湘潜 丑纪范 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2002年第2期207-217,共11页

为了使用以制作数值预报的微分方程中包含更多的信息量、以期提高预报准确度 ,该文提出了一种基于记忆动力学的时间积分格式。以天气预报为实例 ,计算表明 ,平流方程的回溯时间积分格式所得的预报准确度大大高于传统的蛙跃差分格式。此... 为了使用以制作数值预报的微分方程中包含更多的信息量、以期提高预报准确度 ,该文提出了一种基于记忆动力学的时间积分格式。以天气预报为实例 ,计算表明 ,平流方程的回溯时间积分格式所得的预报准确度大大高于传统的蛙跃差分格式。此方法在海洋、水文、环境、航空等应用平流方程计算的多种科学中亦是有效的。 展开更多

关键词 数值模式 回溯时间积分格式 差分格式 记忆性 数值预报 平流方程

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多步高阶Taylor级数暂态稳定最优积分格式 被引量：6

2

作者 刘建楠 白雪峰 +1 位作者 徐英 郭志忠 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期121-126,共6页

研究了多步高阶Taylor级数暂态稳定方法。在算法步数、阶数和精度确定的情况下,根据其计算量特点设计部分权系数为零,依据算法的收敛性和稳定性要求求取部分权系数,从而给出多步高阶Taylor级数法最优积分格式准则。应用所提准则设计2步... 研究了多步高阶Taylor级数暂态稳定方法。在算法步数、阶数和精度确定的情况下,根据其计算量特点设计部分权系数为零,依据算法的收敛性和稳定性要求求取部分权系数,从而给出多步高阶Taylor级数法最优积分格式准则。应用所提准则设计2步2阶算法最优积分格式。算例结果验证了最优算法相对于普通多步高阶方法及单步高阶方法在稳定性和快速性上的提升。 展开更多

关键词 电力系统 暂态 稳定性 TAYLOR级数 多步高阶方法 最优积分格式

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结构体系动力方程求解的显式积分格式的能耗特性 被引量：11

3

作者 李小军 唐晖 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期28-33,共6页

针对作者提出的结构体系动力方程求解的一种显式积分格式,探讨其数值计算能耗特性即算法阻尼特性,导出了其算法阻尼值随体系的物理阻尼和结构体系振动频率值变化的关系,并进一步讨论了该积分格式用于无限介质波动的数值模拟中抑制或消... 针对作者提出的结构体系动力方程求解的一种显式积分格式,探讨其数值计算能耗特性即算法阻尼特性,导出了其算法阻尼值随体系的物理阻尼和结构体系振动频率值变化的关系,并进一步讨论了该积分格式用于无限介质波动的数值模拟中抑制或消除透射边界引起的计算高频失稳问题,给出了该积分格式与中心差分格式的对比分析算例。 展开更多

关键词 结构工程 结构动力方程 显式积分格式 数值计算能耗 透射边界 高频失稳

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动力方程求解的显式积分格式及其稳定性与适用性 被引量：14

4

作者 李小军 刘爱文 《世界地震工程》 CSCD 2000年第2期8-12,共5页

文献[1]给出了一种求解有阻尼体系动力方程的显式积分格式，文中以数值表格的形式给出了格式的稳定性条件，本文对该格式的稳定性问题作了进一步的分析，并给出了其计算稳定性条件的表示或。本义还着重讨论了基于这一显式积分格式的推... 文献[1]给出了一种求解有阻尼体系动力方程的显式积分格式，文中以数值表格的形式给出了格式的稳定性条件，本文对该格式的稳定性问题作了进一步的分析，并给出了其计算稳定性条件的表示或。本义还着重讨论了基于这一显式积分格式的推导过程而派生出的另一形式的积分格式的稳定性，并指出了该派生格式的适用性问题。 展开更多

关键词 逐步积分法 稳定性 动力方程 显式积分格式 地震

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动力方程求解的显式积分格式对数值模拟波动特性的影响分析 被引量：3

5

作者 唐晖 李小军 +1 位作者 亓兴军 迟明杰 《地震学报》 CSCD 北大核心 2009年第5期526-536,共11页

基于李小军等提出的显式积分格式应用于波动有限元模拟时的递推形式,重新定义了波动传递函数;以一维均匀离散体系为模型,对给出的传递函数进行了理论推导和求解,并通过数值试验验证了其正确性;通过对传递函数的分析研究,探讨了这种显式... 基于李小军等提出的显式积分格式应用于波动有限元模拟时的递推形式,重新定义了波动传递函数;以一维均匀离散体系为模型,对给出的传递函数进行了理论推导和求解,并通过数值试验验证了其正确性;通过对传递函数的分析研究,探讨了这种显式积分格式对离散网格中波动传播规律包括截止频率、频散现象和能量耗散等方面的影响.以期为该显式积分格式在波动问题求解中的应用提供更详细的理论参考. 展开更多

关键词 显式积分格式 传递函数 波动有限元法 波动特性

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数值模式中的回溯时间积分格式 被引量：6

6

作者 曹鸿兴 封国林 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2000年第2期249-250,共2页

关键词 数值模式 回溯时间 积分格式 数值预报 微分方程

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回溯时间积分格式的有效性研究 被引量：3

7

作者 游性恬 朱禾 曹鸿兴 《大气科学》 CSCD 北大核心 2002年第2期249-254,共6页

采用正压准地转模式作为动力核，用Ｒｏｓｓｂｙ—Ｈａｕｒｗｉｔｚ波函数作为理想场，同时使用回溯时间积分格式和普通中央差格式进行数值试验。结果表明，在短时积分的情况下，回溯格式能减小数值解误差１～２个量级，而且它对时间步... 采用正压准地转模式作为动力核，用Ｒｏｓｓｂｙ—Ｈａｕｒｗｉｔｚ波函数作为理想场，同时使用回溯时间积分格式和普通中央差格式进行数值试验。结果表明，在短时积分的情况下，回溯格式能减小数值解误差１～２个量级，而且它对时间步长的增大不敏感。因此使用回溯格式可以减少积分计算量，延长积分时效。 展开更多

关键词 数值模式 回溯时间积分格式 自记忆 天气预报 正压准地转模式

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Newmark精细积分格式及其在地震反应分析中的应用 被引量：3

8

作者 郭泽英 李青宁 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2007年第4期30-34,共5页

在Newmark精细直接积分法的基础上,应用高斯积分与精细指数运算,提出该方法的两种逐步积分格式。文中对两种积分格式的稳定性和精度进行了分析。经过分析比较,第1种逐步积分格式计算精度较高,其稳定性明显地满足算法稳定性分析的条件;而... 在Newmark精细直接积分法的基础上,应用高斯积分与精细指数运算,提出该方法的两种逐步积分格式。文中对两种积分格式的稳定性和精度进行了分析。经过分析比较,第1种逐步积分格式计算精度较高,其稳定性明显地满足算法稳定性分析的条件;而第2种积分格式计算精度相对较差,且是不稳定的。因此本文将第1种积分格式应用于结构的地震反应分析中。算例表明,该逐步积分格式对地震作用有很好的适应性。 展开更多

关键词 地震反应 Newmark-精细直接积分法 逐步积分格式 稳定性分析

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复合隐式时间积分格式的非线性问题仿真研究 被引量：3

9

作者 宋宇 曹树良 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2012年第11期180-184,共5页

梯形时间格式在求解某些非线性问题时会出现失稳现象,无法获得收敛解,为了验证复合隐式时间积分格式在求解此类非线性问题时的优越性,通过比较分析数值耗散的大小确定复合隐式时间积分格式中γ的合理取值。通过Updated La-grangian方法... 梯形时间格式在求解某些非线性问题时会出现失稳现象,无法获得收敛解,为了验证复合隐式时间积分格式在求解此类非线性问题时的优越性,通过比较分析数值耗散的大小确定复合隐式时间积分格式中γ的合理取值。通过Updated La-grangian方法建立非线性运动增量方程,应用9节点四边形单元划分计算域网格。分析比较了相同时间步长,γ取值对研究对象的位移、速度和加速度时程曲线的影响。悬臂梁承受恒定集中力和承受冲击载荷的算例均表明:γ取0.2时复合隐式积分格式引入的数值耗散较小,精度较高。 展开更多

关键词 复合隐式时间积分格式 非线性 更新拉格朗日方法 数值耗散

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自忆模式中回溯时间积分格式有效性的数值试验 被引量：1

10

作者 谷湘潜 游性恬 +1 位作者 朱禾 曹鸿兴 《自然科学进展》 北大核心 2004年第2期232-235,共4页

采用Rossby-Haurwitz波函数作初始场,利用准地转正压模式和以其作动力核导出的自记忆模式,分别运用普通中央差格式和回溯时间积分格式进行数值预报试验。结果表明,回溯格式能减小预报误差约2个量级;且其误差不随时间步长的增大而增加。... 采用Rossby-Haurwitz波函数作初始场,利用准地转正压模式和以其作动力核导出的自记忆模式,分别运用普通中央差格式和回溯时间积分格式进行数值预报试验。结果表明,回溯格式能减小预报误差约2个量级;且其误差不随时间步长的增大而增加。因此,回溯时间积分格式可以提高预报精度,延长预报时效,并减少预报量。 展开更多

关键词 自忆模式 回溯时间积分格式 有效性 Rossby-Haurwitz波函数 时间差分 数值天气预报

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波动有限元方程显式逐步积分格式稳定性分析 被引量：3

11

作者 景立平 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2004年第5期20-26,共7页

对常用的波动有限元方程的两种显式格式的稳定性进行了分析,利用单元的最大频率乃是系统的特征频率的上界的概念结合模态分析方法,给出了便于实际应用的稳定性必要条件。同时,利用VonNeumann方法给出了这两种格式稳定性的充分条件,并通... 对常用的波动有限元方程的两种显式格式的稳定性进行了分析,利用单元的最大频率乃是系统的特征频率的上界的概念结合模态分析方法,给出了便于实际应用的稳定性必要条件。同时,利用VonNeumann方法给出了这两种格式稳定性的充分条件,并通过算例对这两种稳定性条件进行验证。 展开更多

关键词 波动有限元方程 显式积分格式 稳定性 模态分析

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求解动力方程的三种显式积分格式的比较

12

作者 荣棉水 李亚琦 周伯昌 《华南地震》 2007年第1期77-85,共9页

比较了工程上常用于求解动力方程的三种显式积分格式的能耗特性,结果表明,李小军等人的显式差分格式在物理阻尼比为0到1的范围内均具有较强的能耗特性,而且随着物理阻尼比的增大,能耗特性也增强,这种特性优于另外两种显式积分格式,能有... 比较了工程上常用于求解动力方程的三种显式积分格式的能耗特性,结果表明,李小军等人的显式差分格式在物理阻尼比为0到1的范围内均具有较强的能耗特性,而且随着物理阻尼比的增大,能耗特性也增强,这种特性优于另外两种显式积分格式,能有效地克服透射边界的高频失稳,因此在处理复杂场地地震反应方面是一种比较理想的显式积分格式。 展开更多

关键词 显式积分格式 能耗特性 动力方程 地震工程

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一个基于双重基本假定的另类显式积分格式

13

作者 张晓志 刘龙江 曹玲 《东北电力大学学报》 2011年第5期98-103,共6页

通过结合采用精确法和平均常加速度法的基本假定,推导建立了基于双重基本假定的另类显式积分格式,提出了相关的体系另类振动周期等新概念。基于另类振动周期概念并结合现有相关研究成果,导出了该格式的精度控制准则和形式上的稳定性控... 通过结合采用精确法和平均常加速度法的基本假定,推导建立了基于双重基本假定的另类显式积分格式,提出了相关的体系另类振动周期等新概念。基于另类振动周期概念并结合现有相关研究成果,导出了该格式的精度控制准则和形式上的稳定性控制准则,为开展相关的数值模拟研究准备了必要的基础和前提。 展开更多

关键词 结构动力方程 双重基本假定 另类显式积分格式 体系另类振动周期

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一维波动问题的六阶精度显式积分格式

14

作者 刘恒 项大千 黄春霞 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2017年第2期16-25,共10页

本文依据波速有限物理概念,从一维波动方程柯西初值问题的解析解出发,推广应用一种在空间域上采用Lagrange多项式内插、时间域内精确积分的显式方法;并基于包含7个节点的3层网格离散模型,通过权衡精度和稳定性的要求,构建出时空离散精... 本文依据波速有限物理概念,从一维波动方程柯西初值问题的解析解出发,推广应用一种在空间域上采用Lagrange多项式内插、时间域内精确积分的显式方法;并基于包含7个节点的3层网格离散模型,通过权衡精度和稳定性的要求,构建出时空离散精度皆为6阶的稳定递推格式,且具有显式和时空解耦特性。最后,通过算例进行与本文同源的低阶格式(2阶显式格式、4阶显式格式)的对比分析,验证该6阶显式格式的精度和稳定性等理论结果,指出高阶公式对提高计算效率的价值。 展开更多

关键词 一维波动 数值模拟 显式积分格式 高精度 集中质量有限元

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动力有限元方程显式逐步积分格式稳定性条件

15

作者 景立平 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第A01期5120-5124,共5页

利用单元的最大频率是系统的特征频率的上界的概念，结合模态分析方法，对常用的动力有限元方程的2种显式逐步积分格式的稳定性进行了分析，给出了便于实际应用的稳定性条件，并利用算例对给出的稳定性条件进行了验证。

关键词 数值模拟 有限元 显式积分格式 稳定性

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黏弹性耗能结构系统非均匀和完全非平稳响应的精细积分格式

16

作者 李创第 王博文 昌明静 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第16期100-110,共11页

为建立黏弹性耗能结构及其保护系统的抗震分析与设计方法,结合虚拟激励法对设置支撑的Maxwell阻尼耗能系统均匀与非均匀非平稳、完全非平稳随机地震响应的数值分析方法进行了系统研究。构造设置支撑的Maxwell阻尼耗能系统,通过扩阶方法... 为建立黏弹性耗能结构及其保护系统的抗震分析与设计方法,结合虚拟激励法对设置支撑的Maxwell阻尼耗能系统均匀与非均匀非平稳、完全非平稳随机地震响应的数值分析方法进行了系统研究。构造设置支撑的Maxwell阻尼耗能系统,通过扩阶方法建立结构动力方程;基于高效的虚拟激励法,提出了均匀与非均匀非平稳、完全非平稳响应的简谐-指数-多项式精细积分一般通用精确格式,得到了8种经典均匀与非均匀调制非平稳、完全非平稳地震响应的具体解析解,使计算结果不受步长影响;可得出耗能结构系统的均匀与非均匀非平稳、完全非平稳地震响应方差。通过算例分析表明该方法具有应用范围广、效率高、工程应用强的特点,为黏弹性耗能系统均匀与非均匀非平稳、完全非平稳地震响应分析提供了方法。 展开更多

关键词 黏弹性阻尼器 非均匀非平稳 完全非平稳 虚拟激励法 精细积分格式

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二维对流扩散方程恒稳的蛙跳积分格式

17

作者 曾文平 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 2002年第3期232-239,共8页

给出二维对流扩散方程的单点精细积分法导出的显式蛙跳积分格式 ,并证明它是无条件稳定的 .进行相容性分析 ,给出相容性条件 .用数值例子 ,表明该格式是有效的 .

关键词 恒稳 二维对流扩散方程 蛙跳积分格式 无条件稳定 相容性条件 单点精细积分法 偏微分方程

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有阻尼体系显式积分格式的计算精度研究

18

作者 刘超群 张艳红 《中国水利水电科学研究院学报》 北大核心 2017年第2期123-128,共6页

结构动力反应计算中的显式积分格式是一种重要的时域逐步积分方法。对于有阻尼单自由度体系,由于时间离散,质点的反应计算值与理论值存在一定差异。本文通过特征向量矩阵对积分格式的传递矩阵进行分解,采用周期延长率和相邻正/负波峰值... 结构动力反应计算中的显式积分格式是一种重要的时域逐步积分方法。对于有阻尼单自由度体系,由于时间离散,质点的反应计算值与理论值存在一定差异。本文通过特征向量矩阵对积分格式的传递矩阵进行分解,采用周期延长率和相邻正/负波峰值递减率作为计算精度的衡量指标,建立了有阻尼体系显式积分格式计算精度的一种新方法。应用该方法分析ABAQUS/Explicit积分格式的计算精度,推得单自由度体系质点振动的周期延长率、峰值递减率随频率、阻尼比及计算时间步长变化的解析表达式,并采用工程结构常用的阻尼比取值对计算精度进行定量分析。结果表明,本文提出的方法可行有效,并可推广应用于其它有阻尼体系显式积分格式计算精度的定量分析。 展开更多

关键词 显式积分格式 阻尼 计算精度 周期延长率 峰值递减率

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积分格式对窄带k-分布计算的影响 被引量：1

19

作者 朱希娟 李霞 +1 位作者 吴杰 董雁冰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期1255-1259,共5页

对于窄带k-分布模型,影响计算精度的关键因素是积分格式,为了研究积分格式对窄带k-分布模型的影响,选择了5种精度较高的高斯积分方法进行计算分析。首先采用Gauss-Lobatto7点积分格式窄带k-分布法计算了CO2四种条件下的窄带平均透过率,... 对于窄带k-分布模型,影响计算精度的关键因素是积分格式,为了研究积分格式对窄带k-分布模型的影响,选择了5种精度较高的高斯积分方法进行计算分析。首先采用Gauss-Lobatto7点积分格式窄带k-分布法计算了CO2四种条件下的窄带平均透过率,并与实验结果进行对比验证,对比结果吻合良好。另外选取了4种积分方式:Gauss-Lobatto5、Gauss-Lobatto4、Gauss-Legendre 4和Gauss-Legendre2点积分,对CO2的四个算例进行计算,并将5种积分格式的计算结果与逐线计算结果进行对比分析。结果表明:Gauss-Lobatto7的精度最高,Gauss-Lobatto5和Gauss-Legendre4次之,其中Gauss-Legendre4略高于Gauss-Lobatto 5。显然相同积分方法积分点越多计算精度越高,但计算时间越长,而两种不同积分方法对比Gauss-Legendre优于Gauss-Lobatto。综合考虑精度与计算时间等因素,5种积分格式中Gausslegendre 4应该为最好的选择。 展开更多

关键词 气体辐射 光谱透过率 积分格式 窄带k-分布

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结构动力方程另类显式逐步积分格式研究 被引量：2

20

作者 张晓志 刘龙江 曹玲 《世界科技研究与发展》 CSCD 2011年第6期978-982,共5页

现有显式积分格式的稳定性与计算结果的取信度均远逊于常用的隐式积分格式,这是制约现有显式积分格式在大型结构动力分析软件以及其它相关软件中广泛应用的瓶颈。以解决这一瓶颈问题为研究目标,通过结合采用精确法和平均常加速度法的基... 现有显式积分格式的稳定性与计算结果的取信度均远逊于常用的隐式积分格式,这是制约现有显式积分格式在大型结构动力分析软件以及其它相关软件中广泛应用的瓶颈。以解决这一瓶颈问题为研究目标,通过结合采用精确法和平均常加速度法的基本假定,推导建立了基于双重基本假定的另类显式积分格式,提出了相关的体系另类振动周期等新概念。基于另类振动周期概念并结合现有相关研究成果,导出了该格式的精度控制准则和形式上的稳定性控制准则,为开展相关的数值模拟研究准备了必要的基础和前提。概述了开展相关数值模拟研究的技术路线,对业已取得的主要数值模拟研究结果做了先期预告和初步讨论。 展开更多

关键词 结构动力方程 双重基本假定 另类显式积分格式 体系另类振动周期

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