[發明專利]一種大跨度屋蓋結構脈動風致響應計算的塊里茲向量生成方法

無效

• 申請號: 201210579079.9
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103020471A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 李方慧;倪振華
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 王艷萍

1.一種大跨度屋蓋結構脈動風致響應計算的塊里茲向量生成方法，其特征在于該方法按以下步驟進行：

步驟一：利用風洞實驗測量或者數值模擬方法獲得大跨度房屋蓋表面的t時刻脈動風壓向量p₁(t)，p₂(t)，……，p_i(t)，……，p_N(t)，其中p_i(t)為t時刻的、結構第i自由度上的風壓向量，N為結構的自由度數；把脈動風壓向量表示成風壓列向量{p(t)}的形式，即

{p(t)}＝{p₁(t)，p₂(t)，……，p_i(t)，……，p_j(t)，……，p_N(t)}^T，同時提取結構剛度矩陣[K]和質量矩陣[M]；

步驟二：計算風壓列向量{p(t)}的協方差矩陣[c]，協方差矩陣[c]的元素i＝1，2，…，N；j＝1，2，…，N；

步驟三：對協方差矩陣[c]進行本征正交分解，利用[c]{υ}_n＝λ_n{υ}_n(n＝1，2，…，N)求出協方差矩陣[c]的特征值λ₁、λ₂、……、λ_i、……、λ_N和正則化的特征向量{υ}₁、{υ}₂、……、{υ}_i、……、{υ}_N；正則化的特征向量為本征模式；再根據(n＝1，2，…，N)，計算風壓向量在軸上的投影a₁(t)、a₂(t)、……、a_i(t)、……、a_N(t)；即求出了與時間相關的主坐標a_n(t)；

步驟四：以步驟三計算出的本征模式{υ}₁、{υ}₂、……、{υ}_i、……、{υ}_N和主坐標a₁(t)、a₂(t)、……、a_i(t)、……、a_N(t)，將風壓列向量{p(t)}用本征模態和主坐標表示，即{p(t)}=Σi=1Nai(t){υ}i;]]>

步驟五：用本征模態{υ}₁，{υ}₂，……，{υ}_k，……，{υ}_m表示脈動風壓場的m(m≤N)個荷載空間分布模式，對主坐標a₁(t)、a₂(t)、……、a_i(t)、……、a_m(t)進行功率譜分析，其曲線峰值所對應的頻率即為脈動風壓荷載模式的中心頻率ω₁，ω₂，……，ω_k，……，ω_m；

步驟六：利用步驟六獲得的m個多荷載模式{υ}₁，{υ}₂，…，{υ}_m及荷載模式中心頻率ω₁，ω₂，……，ω_k，……，ω_m，根據k＝1，……，m獲得初始迭代向量其中[K]和[M]為步驟一中所述的剛度矩陣和質量矩陣；

步驟七：計算其中

步驟八：按計算模態參與因子p₁₁，式中{s}1=([K]-ω12[M])-1{υ}1;]]>

步驟九：判斷模態參與因子p₁₁是否小于等于0.05，如果是，則獲得塊里茲向量結束；如果否，執行步驟十；

步驟十：令k＝2；

步驟十一：計算

再計算

步驟十二：按計算模態參與因子，式中{s}k=([K]-ωk2[M])-1{υ}k;]]>

步驟十三：判斷模態參與因子p_1k是否小于0.05，如果是，組合獲得塊里茲向量結束；如果否，執行步驟十四；

步驟十四：判斷k＝m是否成立，如果否，令k＝k+1，執行步驟十一；如果是，執行步驟十五；

步驟十五：令i＝2；

步驟十六：令h＝1；

步驟十七：計算

步驟十八：計算其中

步驟十九、判斷模態參與因子p_ih是否小于等于0.05，如果是，組合獲得塊里茲向量結束；如果否，執行步驟二十；

步驟二十：判斷h＝m是否成立，如果否，則令h＝h+1，執行步驟十七；如果是，執行步驟二十一；

步驟二十一：令i加1；

步驟二十二：令h＝1；

步驟二十三：計算

步驟二十四：計算其中

步驟二十五：判斷模態參與因子p_ih是否小于等于0.05，如果是，組合獲得塊里茲向量結束；如果否，執行步驟二十六；

步驟二十六：判斷h＝m是否成立，如果否，則令h加1，執行步驟二十三；如果是，執行步驟二十七；

步驟二十七：判斷i＝N是否成立，如果否，則令i加1，執行步驟二十三；如果是，組合獲得塊里茲向量