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Time-history performance optimization of flapping wing motion using a deep learning based prediction model
2024年
Flapping Wing Micro Aerial Vehicles(FWMAVs)have caused great concern in various fields because of their high efficiency and maneuverability.Flapping wing motion is a very important factor that affects the performance of the aircraft,and previous works have always focused on the time-averaged performance optimization.However,the time-history performance is equally important in the design of motion mechanism and flight control system.In this paper,a time-history performance optimization framework based on deep learning and multi-island genetic algorithm is presented,which is designed in order to obtain the optimal two-dimensional flapping wing motion.Firstly,the training dataset for deep learning neural network is constructed based on a validated computational fluid dynamics method.The aerodynamic surrogate model for flapping wing is obtained after the convergence of training.The surrogate model is tested and proved to be able to accurately and quickly predict the time-history curves of lift,thrust and moment.Secondly,the optimization framework is used to optimize the flapping wing motion in two specific cases,in which the optimized propulsive efficiencies have been improved by over 40%compared with the baselines.Thirdly,a dimensionless parameter C_(variation)is proposed to describe the variation of the time-history characteristics,and it is found that C_(variation)of lift varies significantly even under close time-averaged performances.Considering the importance of time-history performance in practical applications,the optimization that integrates the propulsion efficiency as well as C_(variation)is carried out.The final optimal flapping wing motion balances good time-averaged and time-history performance.
Tianqi WANGLiu LIUJun LILifang ZENG
关键词:OPTIMIZATION
考虑周期折减的结构弹性时程分析调整方法
2024年
针对结构弹性时程分析时无法考虑周期折减的问题展开研究,通过对比结构时程分析的过程中,地震波的选取是否考虑周期折减的差异,提出采用增大系数放大时程分析法输入地震波有效峰值加速度以及地震响应;考虑弹性时程分析过程中,周期折减对结构地震作用的增大效应。理论分析增大系数取值的影响因素,并基于单自由度体系对比两种调整方法的效果及差异,采用实际算例以验证所提出弹性时程分析中考虑周期折减调整方法的有效性。结果表明:增大系数的取值与周期折减系数、结构自振周期及场地特征周期等因素有关;对于单自由度体系,两种调整方法具有完全相同的调整效果;按文章提出方法考虑周期折减的算例结构,弹性时程分析所得各楼层地震剪力及层间位移角与考虑周期折减的反应谱(CQC)计算结果均较为接近。
吴克川陶忠潘文兰香余文正张龙飞
关键词:弹性时程分析反应谱
基于时程分析法的中美隔震设计对比研究
2024年
介绍了中国《建筑隔震设计标准》(GB/T 51408—2021)(以下简称《隔标》)和美国Minimum design loads and associated criteria for buildings and other structures(ASCE 7-16)隔震设计的相关要求,并针对基于《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)(2016年版)(以下简称《抗规》)设计的某9度区近场隔震结构,进行了两国规范的设计对比。按《抗规》设计的隔震结构,仍然能满足《隔标》的设计要求。ASCE 7-16对于隔震支座考虑了老化和环境、测试、制造等因素引起的性能参数变化,并按隔震支座的上限及下限属性进行了结构设计。基于相同地震概率水准(50年超越概率2%)的设计对比研究表明,ASCE 7-16的等效侧力法计算值高于《隔标》,按ASCE 7-16要求选择的地震波反应谱明显高于《隔标》,其时程分析结果也大于中国规范,对隔震支座的性能要求更高。
张蜀泸张志军张志军罗秀
关键词:隔震设计时程分析法
基于时程分析方法的黏滞阻尼减震结构附加阻尼比计算研究
2024年
附设黏滞阻尼器后结构的附加阻尼比是进行减震结构设计的关键。基于目前计算附加阻尼比时应用得十分广泛的时程分析方法进行研究,首先从基本理论出发,分析基于特征向量法的快速非线性分析(FNA)方法、Ritz向量法的FNA方法、直接积分方法以及与3种计算方法对应的能量比法在附加阻尼比计算时所面临的主要问题及重要参数设置;然后通过一单自由度体系的振动台试验测试结果与各种计算方法的数值模拟结果进行对比分析,得到较为适合的附加阻尼比计算方法;最后将研究成果应用于实际工程结构,进一步验证所推荐方法和参数设置的正确合理性。研究旨在为今后广大一线减震设计工程师计算较为真实的附加阻尼比提供重要参考。
兰香张兴仙潘文余文正张龙飞吴克川
关键词:消能减震结构黏滞阻尼器附加阻尼比时程分析方法振动台试验
远场水下爆炸冲击作用下重力坝动力稳定性的简化时程分析方法
2024年
高坝大库的抗爆与防护是国防安全的重要研究课题。该文针对远场水下爆炸冲击作用下混凝土重力坝的稳定安全评价问题,研究了远场水下爆炸冲击波的传播及其与坝体的相互作用过程;基于波动理论和平面波假设,建立了重力坝爆炸动应力场的简化理论计算模型,最终建议了一种远场水下爆炸冲击波作用下重力坝动力稳定性的简化时程分析方法;同时结合工程实际,采用该方法对某混凝土重力坝的动力稳定性进行了分析。结果表明:在远场爆炸冲击荷载作用下,重力坝的稳定安全系数呈现出先增后减再增并最终保持恒定的变化规律;下游坝面反射形成的拉伸波与剪切波的共同作用是导致建基面稳定安全系数降低的主要原因。
黄宇峰卢文波王高辉陈明严鹏
关键词:混凝土重力坝水下爆炸动力稳定性时程分析
岁月积淀历史 文化铸就伟大
2024年
岁月的积淀使这些企业形成了独有的文化底蕴,助力它们成为所在行业的领头羊。技术、产品、工艺、设备、厂房等硬实力是帮助企业不断壮大的重要因素,而深厚且独到的文化软实力则是支撑企业长久不衰甚至成就伟大的关键所在。
李晖
关键词:硬实力文化软实力领头羊积淀岁月文化底蕴
基于时程分析法的综合管廊抗震性能研究
2023年
提高地下综合管廊工程抗震能力对城市可持续发展意义重大。以实际工程为背景,建立了地下综合管廊的不同长度结构-土体三维模型,在模态分析的基础上,采用Rayleigh阻尼方法对模型进行时程分析。采用相关性热力图方法分析模型长宽比对模型计算精度的影响,研究了壁厚对结构力学性能的影响。研究结果表明:(1)当长宽比小于1∶1时,模型刚度较小,导致误差很大;模型长宽比为1∶1~10∶1时,分析结果比较稳定;当长宽比达到12∶1时,模态分析结果以刚性位移为主。(2)对于仅需要得到结构最大响应的分析模型,长宽比宜为1∶1。(3)结构应力的主要受到弯矩的控制,结构弯矩主应力最大区域集中于四周角点区域,在实际工程中应当加强角点区域。(4)随着壁厚的增加,结构所受地震荷载均有所增大,但同时最大主应力和层间位移角则有所减小,综合考虑安全经济两方面因素,壁厚宜选择250mm。
冯宇韬李维滨
关键词:综合管廊地下结构抗震模态分析时程分析法
时程分析中地震动记录的调幅方法研究
2023年
建筑结构时程分析应选取合适的地震波,进行调幅后再后续分析。《建筑抗震设计规范》规定应选取三组或者七组及以上地震动记录进行时程分析;美国ASCE7-16建议,在进行弹塑性时程分析时,至少选取11组地震动记录进行分析。目前常用的地震动调幅方法有地面峰值加速度(GPA)调幅法、有效峰值加速度(EPA)调幅法和均方误差(MSE)调幅法。本文采用上述三种调幅方法对某框架-核心筒超高层结构进行弹性时程分析,分析比较不同调幅方法下地震动平均反应谱与规范反应谱匹配度、地震动基底剪力与规范反应谱基底剪力的差异。结果表明采用MSE调幅方法选取的地震动的平均反应谱与规范反应谱在频谱特性上更加吻合,同时地震动的基底剪力也能满足国内规范的要求。
郑海锋李建伟
关键词:地震动时程分析
多塑性铰混凝土桥墩增量动力时程分析
2023年
文章基于桥梁延性抗震设计,提出了一种采用FRP筋梯级配置的多塑性铰混凝土桥墩,该桥墩可形成与外力相适应的承载能力功能梯度,使桥墩于各梯级段底部形成塑性铰。文章采用CFRP筋对桥墩进行梯级配筋,分别设计了双塑性铰、三塑性铰、四塑性铰3种增强方案,并基于增量动力时程分析,将多塑性铰桥墩与普通钢筋混凝土桥墩进行对比,探讨多塑性铰桥墩设计方法对桥梁结构抗震性能的增强效果。研究结果表明,CFRP筋梯级配筋可使桥墩形成多塑性铰破坏,其塑性变形由各塑性铰分担;多塑性铰桥墩的损伤程度发展迟缓,较难达到极限破坏。
张芳杨思远郭春泉
关键词:延性抗震设计桥墩
基于时程分析法的大跨度海底隧道地震响应研究
2023年
以某海底隧道实际工程为背景,采用地下结构地震时程分析方法,基于有限元软件建立了海水-土体-隧道结构相互作用的数值计算模型,开展了复杂地质条件下大跨度海底隧道地震动力响应研究,重点分析了不同加速度峰值地震波作用下海底隧道的位移、变形、加速度和结构内力等响应参数的变化规律。分析结果表明:地震作用下该海底隧道主要发生整体位移,结构变形较小;地震作用对隧道结构侧墙和中隔墙处的弯矩和剪力有明显增大作用,所以在前期设计中时应适当考虑地震动力作用,局部增设抗震措施;随着地震波峰值加速度的增大,海底隧道结构的位移、变形、加速度、内力等动力响应也越大。研究成果可以为大跨度海底隧道工程抗震安全性研究提供参考。
罗毅钟昊洪马敏罗骏轩张绍锴
关键词:海底隧道大跨度结构地震响应时程分析

相关作者

李永录
作品数:80被引量:70H指数:5
供职机构:中国冶金科工集团有限公司中冶建筑研究总院有限公司
研究主题:地下管线 建构筑物 地震 抗震 管线安全
李振宝
作品数:469被引量:1,218H指数:16
供职机构:北京工业大学
研究主题:抗震性能 钢筋混凝土梁 尺寸效应 耗能 钢芯
江晓峰
作品数:37被引量:300H指数:9
供职机构:华东建筑设计研究院有限公司
研究主题:弹塑性时程分析 大跨度 抗震 连体结构 虹桥综合交通枢纽
周建龙
作品数:133被引量:697H指数:15
供职机构:华东建筑设计研究院有限公司
研究主题:超高层建筑 抗震性能 上海铁路南站 高层建筑 伸臂桁架
王建
作品数:56被引量:229H指数:9
供职机构:华东建筑设计研究院有限公司
研究主题:建筑结构工程 幕墙 薄钢板剪力墙 弹塑性时程分析 钢板剪力墙