[發(fā)明專利]空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程模擬方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710533644.0
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107480325B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 吳勇信;高玉峰;張寧;張飛;于新
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 吳飛

1.一種空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程模擬方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)給定空間變異各點的目標非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣及各點地震動時程分布特性；

2)假定一個初始的非平穩(wěn)高斯功率譜矩陣，通過其矩陣元素求解對應的非平穩(wěn)高斯相關函數(shù)矩陣元素；

3)基于各個點地震動時程的分布特性，分別求得非平穩(wěn)高斯相關函數(shù)矩陣元素對應的非平穩(wěn)非高斯相關函數(shù)矩陣元素；

4)從非平穩(wěn)非高斯相關函數(shù)矩陣元素推求非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣元素，比較其與目標非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣元素之間的誤差；

5)對目標非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣、非平穩(wěn)高斯功率譜矩陣以及非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣進行分解，對分解后的矩陣元素進行迭代，得到新的非平穩(wěn)高斯功率譜矩陣元素，對其進行標準化，并對各個變量進行隨機排序；

6)回到步驟2)，求得新的非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣元素，計算其與目標非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣元素之間的誤差，當誤差滿足精度要求時，停止迭代，否則重復步驟2)～5)，直至滿足要求；

7)使用迭代得到的潛在非平穩(wěn)高斯功率譜矩陣，基于譜表示法模擬空間變異的非平穩(wěn)高斯地震動時程，然后再通過非線性變換，轉(zhuǎn)化為所需要的空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程。

2.根據(jù)權利要求1所述的空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程模擬方法，其特征在于，步驟2)中，以所述目標非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣作為初始的非平穩(wěn)高斯功率譜矩陣。

3.根據(jù)權利要求1所述的空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程模擬方法，其特征在于，步驟2)中，根據(jù)下式(6)，由所述非平穩(wěn)高斯功率譜矩陣元素S_Gjk(w,t)求解對應的非平穩(wěn)高斯相關函數(shù)矩陣元素R_Gjk(t,s)：

其中，和分別表示t時刻和s時刻的非平穩(wěn)高斯功率譜函數(shù)，ω為頻率。

4.根據(jù)權利要求3所述的空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程模擬方法，其特征在于，步驟3)中，通過下式(7)～(8)確定所述非平穩(wěn)非高斯相關函數(shù)矩陣元素R_NGjk(t,s)：

ρ_Gjk(t,s)＝R_Gjk(t,s)/(σ_Gj(t)σ_Gk(s)) (8)；

上式中，F(xiàn)_NGj和F_NGk分別為第j點時程、第k點時程的概率分布函數(shù)，φ表示二維標準正態(tài)分布函數(shù)，ρ_Gjk為第j點時程與第k點時程的標準化高斯相關函數(shù)。

5.根據(jù)權利要求4所述的空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程模擬方法，其特征在于，步驟4)中，通過下式(9)從所述非平穩(wěn)非高斯相關函數(shù)矩陣元素R_NGjk(t,s)推求非平穩(wěn)非高斯功率譜函數(shù)矩陣元素S_NGjk(w,t)：

上式中，為第j點時程在t時刻與第k點時程在t+τ時刻的非平穩(wěn)非高斯相關函數(shù)，為第j點時程在t時刻與第k點時程在t-τ時刻的非平穩(wěn)非高斯相關函數(shù)。

6.根據(jù)權利要求5所述的空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程模擬方法，其特征在于，步驟4)中，根據(jù)下式(10)比較所述非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣元素與目標非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣元素之間的誤差：

上式中，為第j點時程與第k點時程的目標非平穩(wěn)非高斯互功率譜函數(shù)，為第j點時程與第k點時程的第(i)次迭代時的非平穩(wěn)非高斯互功率譜函數(shù)。

7.根據(jù)權利要求6所述的空間變異的非平穩(wěn)非高斯地震動時程模擬方法，其特征在于，步驟5)中，對目標非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣非平穩(wěn)高斯功率譜矩陣以及非平穩(wěn)非高斯功率譜矩陣進行分解，分解后得到的矩陣為和對分解后的非平穩(wěn)高斯功率譜矩陣元素D_Gjk(w,t)按照下式(11)進行迭代更新：