×

一种(varepsilon)加速的二元降维区间有限元方法。 (英语) Zbl 07824898号

摘要:为了解决传统区间有限元方法中近似误差导致的精度低的问题,本研究提出了一种(varepsilon)加速的二元降维区间有限元法。该方法旨在准确有效地预测高维、大不确定性参数结构的静态响应。我们首先使用二元降维方法近似结构区间平衡方程。通过使用Neumann级数近似结构区间刚度矩阵的逆,导出了位移序列的显式表达式。基于伴随的灵敏度分析可以有效避免参数耦合引起的响应区间扩大。为了提高收敛速度和计算精度,采用矢量(varepsilon)加速算法和自适应策略加速位移响应序列。最后,对三种参数不确定但有界的工程结构进行了分析。与传统的区间分析方法相比,该方法有效地平衡了计算精度和效率,使其更适合于具有多个区间参数的非线性和大不确定性问题。研究表明,(varepsilon)加速二元降维区间有限元方法具有良好的应用前景。

MSC公司:

65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 李,Z。;Wang,L。;Luo,Z.,考虑可移动非设计域和复杂不确定性的特征驱动鲁棒拓扑优化策略,计算。方法应用。机械。工程,401,第115658条pp.,(2022)·Zbl 1507.74266号
[2] 傅,C。;Sinou,J.-J。;朱伟。;卢克。;Yang,Y.,转子系统不确定性分析的最新综述,机械。系统。信号处理。,183,第109619条pp.,(2023)
[3] 萨维迪斯,A.-A。;Papadrakakis,M.,用修正的粘土屈服准则和随机有限元法对粘性土上浅基础破坏的不确定性量化,《岩土工程》,2,2348-384,(2022)
[4] Sofi,A。;Muscolino,G.,专刊:工程计算中的风险和不确定性,Probab。工程机械。,72,第103424条pp.,(2023)
[5] Wang,L。;X.赵。;吴,Z。;Chen,W.,具有整体应力、局部位移和微观制造约束的跨尺度拓扑结构基于证据理论的可靠性优化,结构。多磁盘。最佳。,65, 1, 23, (2022)
[6] Der Kiureghian,A。;迪特列夫森,O.,感召性还是认知性?这重要吗?,结构。安全。,31, 2, 105-112, (2009)
[7] 李,Z。;Wang,L。;Lv,T.,一种水平集驱动的基于并行可靠性的拓扑优化(LS-CRBTO)策略,考虑混合不确定性输入和损伤缺陷更新,计算。方法应用。机械。工程,405,第115872条pp.,(2023)·Zbl 1516.74086号
[8] 傅,C。;卢克。;Xu,Y。;Yang,Y。;顾,F。;Chen,Y.,具有混合随机和认知不确定性的风力涡轮机齿轮传动系统的动力学分析,应用。数学。机械。,43, 2, 275-294, (2022) ·Zbl 1504.70025号
[9] Stefanou,G。;Savvas,D。;Papadrakakis,M.,基于材料特性中尺度随机场的复合结构随机有限元分析,计算。方法应用。机械。工程,326319-337,(2017)·Zbl 1439.74237号
[10] Sofi,A。;Muscolino,G.,随机激励下非线性分数振荡器蒙特卡罗模拟的改进伪力方法,Probab。工程机械。,71,第103403条pp.,(2023)
[11] 阿迪卡里,S。;Khodaparast,H.H.,有限元分析中模糊不确定性传播的谱方法,模糊集与系统,243,1-24,(2014)·Zbl 1325.93038号
[12] 戴伊·S。;Mukhopadhyay,T。;Khodaparast,H.H。;Adhikari,S.,使用Gram-Schmidt多项式混沌展开的复合材料中的模糊不确定性传播,应用。数学。型号。,40, 7-8, 4412-4428, (2016) ·兹比尔1459.74041
[13] 傅,C。;郑,Z。;朱伟。;卢克。;Yang,Y.,《区间不确定性非线性系统的非侵入式频率响应分析:比较研究》,混沌孤子分形,165,第112815页,(2022)
[14] Sofi,A。;Giunta,F。;Muscolino,G.,通过灵敏度分析对具有区间质量和刚度的随机激励有限元模型结构进行可靠性分析,Mech。系统。信号处理。,163,第107990条pp.,(2022)
[15] Moore,R.E.,《区间分析》(1966),普伦蒂斯·霍尔·恩格伍德悬崖·Zbl 0176.13301号
[16] Alefeld,G。;Herzberger,J.,《区间计算导论》(2012),学术出版社
[17] Degrauwe博士。;朗伯特,G。;De Roeck,G.,利用仿射算法改进有限元计算中的区间分析,计算。结构。,88, 3-4, 247-254, (2010)
[18] Sofi,A。;罗密欧,E。;O.巴雷拉。;Cocks,A.,《分析空间变化不确定性结构的区间有限元方法》,高级工程师软件。,128, 1-19, (2019)
[19] 吕,Z。;Yang,Y。;Xia,H.,航天器结构系统中未知但有界的不确定性传播:区间缩减基方法及其集成框架,Aerosp。科学。技术。,92, 945-957, (2019)
[20] 吴杰。;Zhang,Y。;Chen,L。;Luo,Z.,不确定非线性动力系统的Chebyshev区间方法,应用。数学。型号。,37, 6, 4578-4591, (2013) ·Zbl 1269.93031号
[21] Li,F。;赵,H。;魏,T。;Li,H.,带不确定性参数非线性问题的子区间二元降维方法,Meccanica,57,9,2231-2251,(2022)·Zbl 07700094号
[22] 邱,Z。;Lv,Z.,区间参数结构静力分析的顶点解定理及其耦合框架,国际。J.数字。方法工程,112,7,711-736,(2017)
[23] Wang,L。;陈,Z。;Yang,G.,区间不确定非线性动态系统的多项式混沌展开方法,非线性动力学。,101, 4, 2489-2508, (2020) ·Zbl 1517.37044号
[24] Wang,L。;杨,G.,基于多项式混沌展开的区间不确定性传播方法及其在复杂多体动力学系统中的应用,非线性动力学。,105, 1, 837-858, (2021)
[25] 刘,Y。;Wang,L.,基于响应叠加分解原理的多源不确定性随机激励识别的两步加权正则化方法,Mech。系统。信号处理。,182,第109565条pp.,(2023)
[26] Wang,L。;熊,C。;王,X。;徐,M。;Li,Y.,多学科区间不确定性分析的维方法及其改进,应用。数学。型号。,59, 680-695, (2018) ·兹比尔1480.62250
[27] 刘,L。;Zhao,Y。;Chang,D。;谢军。;马,Z。;孙,Q。;尹,H。;Wennersten,R.,短期光伏发电量预测和不确定性分析,应用。能源,228700-711,(2018)
[28] 邱,Z。;朱,B.,参数不确定但有界的非线性结构系统基于牛顿迭代的区间分析方法,国际。J.数字。方法工程,122,18,4922-4943,(2021)
[29] 李,M。;Wang,Z.,基于可靠性的设计优化的替代模型不确定性量化,Reliab。工程系统。安全。,192,第106432条pp.,(2019)
[30] 刘,Y。;王,X。;Wang,L。;Lv,Z.,具有未知但有界不确定性的结构静态分析的贝叶斯配置方法,计算。方法应用。机械。工程,346727-745,(2019)·Zbl 1440.74468号
[31] Wang,L。;陈,Z。;Yang,G。;孙,Q。;Ge,J.,使用反向传播神经网络微分的区间不确定优化方法,计算。方法应用。机械。工程,366,第113065条pp.,(2020)·Zbl 1442.90185号
[32] Wang,L。;陈,Z。;Yang,G.,使用前馈神经网络微分的结构响应界限的区间不确定性分析方法,应用。数学。型号。,82, 449-468, (2020) ·Zbl 1481.65072号
[33] Fujita,K。;Takewaki,I.,使用更新的二阶泰勒级数展开,通过高级区间分析进行鲁棒性评估的有效方法,工程结构。,33, 12, 3299-3310, (2011)
[34] Meng博士。;胡,Z。;郭杰。;吕,Z。;谢涛。;Wang,Z.,基于不确定性的区间泰勒展开结构设计与优化方法(Structures,vol.33,(2021),Elsevier),4492-4500
[35] Wu,F。;龚,M。;季军(Ji,J.)。;彭,G。;姚,L。;李毅。;Zeng,W.,结构声学系统低频不确定分析的区间和次区间摄动有限元边界元方法,J.Sound Vib。,462,第114939条pp.,(2019)
[36] Chen,S.H。;马,L。;Meng,G.W。;Guo,R.,一种评估具有不确定但有界参数的结构固有频率的有效方法,计算。结构。,87, 9-10, 582-590, (2009)
[37] 陈,S。;Lian,H。;Yang,X.,具有区间参数的结构的区间静态位移分析,Internat。J.数字。方法工程,53,2,393-407,(2002)·兹比尔1112.74505
[38] 夏,B。;Yu,D.,参数不确定但有界的声场的区间分析,计算。结构。,112, 235-244, (2012)
[39] 夏,B。;Yu,D.,区间参数结构-声学系统的修正区间摄动有限元法,J.Appl。机械。,80,4,第041027条pp.,(2013)
[40] 王,C。;邱,Z.,区间参数结构特征值的修正摄动法,科学。中国物理。机械。阿童木。,58, 1-9, (2015)
[41] Sofi,A。;Romeo,E.,一种基于改进区间分析的新型区间有限元方法,Comput。方法应用。机械。工程,311,671-697,(2016)·Zbl 1439.65194号
[42] 吕,Z。;邱,Z。;Li,Q.,结构-声学耦合系统声响应分析的区间缩减基方法及其集成框架,J.Compute。灰尘。,第25、03条,第1750009页,(2017年)
[43] 赵,H。;Li,F。;徐,Q。;Pei,C.,一种新的基于一维降维的区间有限元方法,用于预测不确定结构的静态响应,国际。J.数字。方法工程,124,12,2709-2730,(2023)
[44] Cacuci,D.G.,二阶伴随灵敏度分析方法,(2018),CRC出版社·Zbl 1392.00053号
[45] Lindström,S.B。;托尔,C.-J。;苏雷什,S。;Klarbring,A.,《连续时间高周疲劳模型:循环应力的有效范围和计算加速度》,《国际疲劳杂志》,136,第105582页,(2020)
[46] Delahaye,J。;Germain-Bonne,B.,《对数收敛序列集无法加速》,SIAM J.Numer。分析。,19, 4, 840-844, (1982) ·兹伯利0495.65001
[47] 线虫,A.F。;拉希米内贾德,A。;Vahidi,B.,一种新的基于物理的元神经优化方法,称为闪电附着过程优化,应用。软计算。,59, 596-621, (2017)
[48] S.S.Pai,空间站典型桁架的概率结构分析,载于:美国空军/美国国家航空航天局多学科分析和优化最新进展专题讨论会,(编号:NAS 1.15:103277)1990年。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。