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基岩中入射波三维时域反演及自由场构建
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作者 王飞 宋志强 +1 位作者 刘云贺 李闯 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期156-167,共12页
基岩入射波一维和二维时域反演不能反映入射方位角和斜入射角的空间任意性,导致构建的自由场可能与实际偏离较远,因此有必要开展基岩入射波三维时域反演研究。基于波函数组合法,利用基岩中P波、SV波和SH波的入射波时程表达地表控制点自... 基岩入射波一维和二维时域反演不能反映入射方位角和斜入射角的空间任意性,导致构建的自由场可能与实际偏离较远,因此有必要开展基岩入射波三维时域反演研究。基于波函数组合法,利用基岩中P波、SV波和SH波的入射波时程表达地表控制点自由场,建立基于设计地震动的基岩入射波三维时域反演方法,并进一步构建了多波组合斜入射下的空间非一致自由场,分析了基于一维和二维反演方法构建的自由场偏差,揭示了不同反演和自由场构建方法对于沥青混凝土心墙土石坝地震响应的影响机制。结果表明:基于地震动三维反演方法构建的自由场具有空间非一致性,能够更全面地反映场地的地震动场情况。当入射方位角在0°~60°、斜入射角在40°~90°范围内,与三维反演方法相比,一维反演方法构建的特征点x向自由场偏差较大,位移峰值最大偏差为55.8%;当入射方向与某个水平坐标轴平行时,二维反演方法构建的特征点另一个水平向自由场偏差较大,位移峰值最大偏差为100%。介质泊松比增大,一维反演下x向自由场偏差减小,二维反演下x向自由场偏差增大,特征点位移峰值最大偏差分别为46%和36%。与基于地震动三维反演方法获得的心墙拉应力最大值相比,二维和一维反演下拉应力最大值分别减小了83.3%和20.0%。 展开更多
关键词 斜入射波 沥青混凝土心墙土石坎 三维时域反演 自由场 非一致性
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飞机飞越噪声自由场声压级测试方法研究
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作者 朱江辉 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2023年第4期280-287,共8页
在飞机飞越噪声地面试验中,噪声测量受地面对声波散射的较大影响。为修正地面对飞越噪声测量的影响,开展飞行试验对飞越噪声自由场声压级测试技术的研究。首先,进行地面对飞机飞越噪声传播的影响分析,推导获取自由场声压级的修正方法,... 在飞机飞越噪声地面试验中,噪声测量受地面对声波散射的较大影响。为修正地面对飞越噪声测量的影响,开展飞行试验对飞越噪声自由场声压级测试技术的研究。首先,进行地面对飞机飞越噪声传播的影响分析,推导获取自由场声压级的修正方法,仿真分析影响因素。随后,设计三类可消除地面影响获得自由场声压级的飞越噪声测试方案,应用于某大型运输类民机的飞越噪声测试飞行试验,分析测试方案的适用性。试验结果表明,地面对飞越噪声测量有不可忽略的影响,提出的噪声测量方案均能在一定的宽频带内取得自由场声压级,其中采用带有声学硬反射面的传声器布置方式,在中低频段的宽频带的自由场声压级修正量约为+6 dB,采用加高布置传声器的方式在中高频段的自由场声压级修正量约为+2.8 dB,据此可简便、可靠地得到飞越噪声的自由场声压级,而针对不同的试验条件,需采用与之相适应的测量方法。 展开更多
关键词 声学 飞机噪声 噪声测试 地面影响 自由场声压级
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自由场中大尺寸有源微穿孔板吸声器的低频吸声性能
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作者 王蕾 马玺越 +1 位作者 陈克安 刘韬 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期166-181,共16页
大尺寸有源微穿孔板吸声器的低频吸声性能依赖于入射声场环境,故在现有管道声场的研究基础上,探究了其在自由场环境中的有源吸声性能.首先,引入随位置变化的声压反射系数表征非局部反应表面在垂直入射平面波激励下的反射声场,并结合模... 大尺寸有源微穿孔板吸声器的低频吸声性能依赖于入射声场环境,故在现有管道声场的研究基础上,探究了其在自由场环境中的有源吸声性能.首先,引入随位置变化的声压反射系数表征非局部反应表面在垂直入射平面波激励下的反射声场,并结合模态分析法建立理论模型.其次,从空腔声模态对入射波的反射作用及对声吸收的贡献度揭示了自由场中有源吸声的物理机制,构建了误差传感策略.最后,实验验证了理论模型与所获结论的正确性.研究表明:入射波激励起的(0,0,0)空腔声模态,其幅值越大对入射波的反射作用越强;控制源抑制该声模态并使其幅值降到最优值时,它不再反射并会大幅吸收入射波,低频吸声性能显著提升.但控制源激发的高阶空腔声模态对入射波起完全反射作用,将阻碍控制性能的提升.故相比于管道声场,自由场中的有源吸声性能有所减弱.控制源在抑制(0,0,0)声模态的同时能确保不大幅激起高阶声模态时,声压释放和阻抗匹配传感策略对自由场环境仍然适用. 展开更多
关键词 微穿孔板吸声器 低频有源吸声 自由场控制机理 误差传感策略
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空气自由场爆炸冲击波数值建模及应用
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作者 张云峰 陈博 +4 位作者 魏欣 李浩 仵可 随亚光 方龙 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期134-151,共18页
为建立描述任意时刻、距离下空气自由场爆炸波冲击波压力、密度、粒子速度的经验公式,支撑复杂场景下冲击波载荷的快速计算,采用一维精细数值模拟的方法计算了不同比例距离下的压力、密度、粒子速度时程,并利用曲线拟合方法得到了正相... 为建立描述任意时刻、距离下空气自由场爆炸波冲击波压力、密度、粒子速度的经验公式,支撑复杂场景下冲击波载荷的快速计算,采用一维精细数值模拟的方法计算了不同比例距离下的压力、密度、粒子速度时程,并利用曲线拟合方法得到了正相超压峰值等22个冲击波参数与比例距离关系的经验公式,采用改进修正Friedlander方程建立了冲击波压力、密度、粒子速度随时间变化的关系式;利用爆炸冲击波地面反射和建筑后绕射两个典型工况,阐释了提出模型的应用场景,并与试验、数值模拟结果对比。结果表明:压力、密度、粒子速度随比例距离、时间变化的经验关系与数值模拟结果基本吻合;爆炸冲击波地面反射和建筑后绕射两个典型工况下,理论计算与数值模拟的压力云图基本吻合,在相同硬件条件下,理论计算耗时仅为千万级网格数值模拟的5%左右,在计算速度上有明显的优越性。 展开更多
关键词 自由场爆炸 Friedlander方程 冲击波反射 冲击波绕射
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花岗岩中化爆的自由场应力波传播规律分析 被引量:28
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作者 王占江 李孝兰 +1 位作者 戈琳 王培宇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1827-1831,共5页
总结分析了在花岗岩中进行的1~150 kg TNT系列化爆试验的应力波测试数据,按岩性区分,给出了相应的自由场应力波衰减规律,其地运动参数的规律较强。与核爆结果对比表明,化爆试验的应力波衰减较快,其原因在于小药量化爆的应力波传播对岩... 总结分析了在花岗岩中进行的1~150 kg TNT系列化爆试验的应力波测试数据,按岩性区分,给出了相应的自由场应力波衰减规律,其地运动参数的规律较强。与核爆结果对比表明,化爆试验的应力波衰减较快,其原因在于小药量化爆的应力波传播对岩体状况较敏感。基于化爆试验测试结果和现场岩性及工程施工状况,分析了应力测值偏低和分散的原因,讨论了现场应力波测试中所需注意和解决的问题,指出用粒子速度测值转换的应力比直接测量的应力更能反映现场岩体中的应力状况。 展开更多
关键词 岩石力学 花岗岩 地下爆炸 自由场 应力波
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自由场地基液化大型振动台模型试验研究 被引量:21
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作者 凌贤长 王臣 +2 位作者 王志强 王东升 王成 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2003年第6期138-143,共6页
目前,大型振动台模型试验是研究液化场地的地基动力特性及土-结动力相互作用的一种有效手段。以1976年唐山地震中倒塌的胜利桥的地基为原型,开展1∶10模型的自由场地基液化的大型振动台模型试验研究,再现了自然地震触发地基砂土液化的... 目前,大型振动台模型试验是研究液化场地的地基动力特性及土-结动力相互作用的一种有效手段。以1976年唐山地震中倒塌的胜利桥的地基为原型,开展1∶10模型的自由场地基液化的大型振动台模型试验研究,再现了自然地震触发地基砂土液化的各种主要宏观震害现象,尤其是模型地基的试验破坏与其原型的实际震害情况比较吻合。主要介绍有关此次大型振动台模型试验的相似设计、操作技术及试验结果等方面的若干关键科学问题。 展开更多
关键词 自由场地基液化 大型振动台模型试验 地震 自然地震
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水下爆炸中自由场压力和船体壁压的测量与分析 被引量:9
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作者 金辉 周学滨 +2 位作者 周华 贾则 翟哲 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2009年第5期82-87,共6页
对水下爆炸中自由场压力的水面截断效应及冲击载荷与船体相互作用的船体壁压进行了分析,得出了自由场压力的水面截断效应及早期的船体壁压计算近似公式。测量结果表明,球形装药中心起爆后形成的冲击波一般不是一条光滑曲线,而是会有多... 对水下爆炸中自由场压力的水面截断效应及冲击载荷与船体相互作用的船体壁压进行了分析,得出了自由场压力的水面截断效应及早期的船体壁压计算近似公式。测量结果表明,球形装药中心起爆后形成的冲击波一般不是一条光滑曲线,而是会有多个振荡峰;当自由场压力测点离水面较近时,测量的自由场压力会出现明显的水面截断现象;船板在水中爆炸冲击波的作用下产生的运动和变形对水中压力场有很大影响,舰体壁压反射系数与冲击波的入射角度有关。 展开更多
关键词 水下爆炸 自由场压力 船体壁压 测量
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地震波斜入射情形下水平成层半空间自由场的时域计算 被引量:22
8
作者 李山有 王学良 周正华 《吉林大学学报(地球科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期372-376,共5页
在应用有限元模拟地震工程中的波动散射问题时,为了计算边界节点的运动和实现波动能量的输入,必须首先确定边界节点的内行波场即背景水平成层半空间的自由场。利用显式有限差分法的内节点位移计算公式和基于水平成层介质波动传播特点建... 在应用有限元模拟地震工程中的波动散射问题时,为了计算边界节点的运动和实现波动能量的输入,必须首先确定边界节点的内行波场即背景水平成层半空间的自由场。利用显式有限差分法的内节点位移计算公式和基于水平成层介质波动传播特点建立的相邻节点间自由场运动的关系式,给出了计算水平成层半空间自由场的时域方程(以入射侧边界节点为例)。本方法是显式有限元意义上的数值精确解,可应用于近场波动数值模拟中内行波场与散射波场的时域同步模拟。 展开更多
关键词 地震波斜入射 水平成层半空间 自由场 有限元模拟 波动散射 边界节点 时域计算 数值模拟
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自由场传感器外形结构对冲击波测试的影响研究 被引量:9
9
作者 杜红棉 祖静 +1 位作者 马铁华 马游春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期85-89,共5页
对目前常用的笔式、杆式、盘式自由场冲击波传感器进行了激波管动态校准,借助matlab语言建立了不同外形结构的系统函数,仿真分析了外形结构对冲击波测试的影响。激波管校准和仿真结果在爆炸源和传感器在同一高度的冲击波超压测试试验中... 对目前常用的笔式、杆式、盘式自由场冲击波传感器进行了激波管动态校准,借助matlab语言建立了不同外形结构的系统函数,仿真分析了外形结构对冲击波测试的影响。激波管校准和仿真结果在爆炸源和传感器在同一高度的冲击波超压测试试验中得到了验证。得出如下结论:杆式传感器所测超压值过冲量最大,超压曲线形状有些失真,正压作用时间偏小;盘式结构所测的超压峰值和正压作用时间误差最小。通过传感器高于爆高的试验发现:当激波从传感器的斜下方传播到传感器时:笔式结构与掠入射时相比变化最小,且所测冲击波超压峰值比真值大;杆式结构变化最大;盘式结构与真值的误差最大。最后给出了在现场测试试验中选用传感器安装结构的一些建议。 展开更多
关键词 自由场 冲击波 传感器外形 激波管
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水中目标自由场声辐射特性还原及远场声辐射热区识别 被引量:1
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作者 林伟 夏茂龙 +2 位作者 刘正浩 黎胜 孟春霞 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期119-126,共8页
获取水中目标的声特性对目标识别和分析十分重要。为解决水中目标声特性测试中自由场条件难以实现的问题,消除结构表面能量流对远场声辐射热区识别的干扰,提出结合基于边界元自由场还原技术和表面贡献法的声场分离技术,实现水中近场非... 获取水中目标的声特性对目标识别和分析十分重要。为解决水中目标声特性测试中自由场条件难以实现的问题,消除结构表面能量流对远场声辐射热区识别的干扰,提出结合基于边界元自由场还原技术和表面贡献法的声场分离技术,实现水中近场非自由场环境中获取水中目标的声特性和识别远场声辐射热区。数值模拟结果表明:非自由环境下基于边界元的声场还原方法还原得到的声场声压、声功率等特性,与直接在自由场获取的结果基本相同;进一步利用表面贡献法过滤掉循环于振动结构表面的能量流,能够在近场识别远场辐射热区。该方法突破了测试环境限制,可大幅降低测试费用,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 水中目标 声辐射特性 自由场 远场热区 自由场还原 表面贡献法
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空气自由场中强爆炸冲击波传播二维数值模拟 被引量:8
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作者 姚成宝 李若 +1 位作者 田宙 郭永辉 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期585-590,共6页
编写了适用于模拟具有高密度比、高压力比的强激波问题的二维柱对称多介质流体计算程序。利用有限体积方法求解流体的Euler方程组,采用level set方法捕捉爆炸产物与空气的运动界面,并通过求解物质界面两侧Riemann问题的精确解来计算爆... 编写了适用于模拟具有高密度比、高压力比的强激波问题的二维柱对称多介质流体计算程序。利用有限体积方法求解流体的Euler方程组,采用level set方法捕捉爆炸产物与空气的运动界面,并通过求解物质界面两侧Riemann问题的精确解来计算爆炸产物与空气之间的数值通量。研制了三角形网格自适应技术来实现网格的自动加密和粗化,在保证捕捉激波峰值的前提下有效地提高了计算效率。利用计算程序对1kt TNT当量的空气自由场强爆炸问题进行数值模拟,计算得到的峰值超压、冲击波到达时间等物理参数与点爆炸理论结果基本一致。 展开更多
关键词 爆炸力学 空中强爆炸 LEVEL SET RIEMANN问题 网格自适应 自由场 冲击波
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航弹冲击引起的遮弹层下自由场应力确定 被引量:7
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作者 张亚栋 张虹 +1 位作者 方秦 郭东 《解放军理工大学学报(自然科学版)》 EI 2004年第4期53-56,共4页
首先将航弹冲击遮弹层的问题简化为一个具有初始速度条件的振动问题 ,借用基础振动半空间理论的方程对等法建立了体系的运动方程 ,进而得到了遮弹层后自由场应力的计算公式。在此基础上 ,讨论了遮弹层有效作用半径、弹种及分配层介质的... 首先将航弹冲击遮弹层的问题简化为一个具有初始速度条件的振动问题 ,借用基础振动半空间理论的方程对等法建立了体系的运动方程 ,进而得到了遮弹层后自由场应力的计算公式。在此基础上 ,讨论了遮弹层有效作用半径、弹种及分配层介质的性质对自由场应力的影响 ,给出了航弹冲击作用下遮弹层下自由场应力的计算方法及结构设计建议。 展开更多
关键词 航弹 冲击 遮弹层 自由场应力
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石灰岩中球形装药封闭化爆试验的自由场应力和地运动 被引量:4
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作者 王占江 门朝举 +2 位作者 刘冠兰 李运良 李孝兰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第A01期3403-3410,共8页
对石灰岩中50,100,800,1000和2000kg TNT的系列球形装药封闭爆炸试验的350km/kt1/3比例爆距内的自由场应力波和30km/kt1/3比例爆距内的地运动测量数据,按爆炸相似律进行归一化分析处理,拟合得到自由场应力、地表粒子速度、地表比位移及... 对石灰岩中50,100,800,1000和2000kg TNT的系列球形装药封闭爆炸试验的350km/kt1/3比例爆距内的自由场应力波和30km/kt1/3比例爆距内的地运动测量数据,按爆炸相似律进行归一化分析处理,拟合得到自由场应力、地表粒子速度、地表比位移及地表比加速度等特征参量峰值随比例爆心距的衰减规律,并与硬岩(花岗岩、砂岩、石灰岩)中的核爆相应结果进行对比。结果表明,化爆试验的地表比加速度峰值远小于核爆的,其他特征参量的峰值衰减规律与核爆的大体一致。讨论与自由场应力波、地表运动参数测量及数据分析相关的若干问题,指出:只有通过现场试验积累足够的数据资料,从统计学的角度来研究,才能比较客观地了解岩体中爆炸的自由场和地运动变化规律,而化爆能在一定程度上模拟核爆的力学效应。在自由场应力波测量中,化爆模拟试验需要更高频响的测试系统。在地表运动测量中,由于波传播路径上的岩体对高频波的吸收很强,在一定比例爆距外,化爆与核爆的地运动信号频率并无太大的差别,波传播路径上的岩体性质对加速度参量的影响最大,这是化爆比例加速度峰值远小于核爆的主要原因。 展开更多
关键词 爆炸力学 石灰岩 球形装药 地下爆炸 自由场应力波 地表运动 模拟试验
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拱坝自由场地震输入和反应 被引量:16
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作者 陈厚群 侯顺载 王均 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 1990年第2期53-64,共12页
本文阐述通过地震自由场地表运动的反演分析、正演计算确定坝址河谷自由场地震运动的途径和拱坝自由场地震输入多点激振的合理的抗震分析方法。在编制完成计算程序的基础上,选取东江双曲拱坝进行了实际地震记录的自由场输入反应分析,探... 本文阐述通过地震自由场地表运动的反演分析、正演计算确定坝址河谷自由场地震运动的途径和拱坝自由场地震输入多点激振的合理的抗震分析方法。在编制完成计算程序的基础上,选取东江双曲拱坝进行了实际地震记录的自由场输入反应分析,探讨了多种因素对拱坝自由场反应的影响,取得了拱坝抗震分析自由场反应的初步结果。 展开更多
关键词 拱坝 自由场 地震 输入 反应
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砂土自由场地震响应的离心机试验研究 被引量:19
15
作者 苏栋 李相菘 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2006年第2期166-170,共5页
离心机模型试验是研究岩土地震工程问题的有效手段。本文使用层状剪切箱,通过干落法制备了均匀的砂土模型,进行了离心机振动试验;观测了振动过程中孔隙水压力的发展,土体的加速度响应、侧向变形以及竖向沉降。结果表明,土体的运动和变... 离心机模型试验是研究岩土地震工程问题的有效手段。本文使用层状剪切箱,通过干落法制备了均匀的砂土模型,进行了离心机振动试验;观测了振动过程中孔隙水压力的发展,土体的加速度响应、侧向变形以及竖向沉降。结果表明,土体的运动和变形与孔隙水压力的发展密切相关,但离心机中的试验现象和现场观测的现象存在显著区别。研究结果增强了对振动过程中土-水之间相互作用机理的理解,同时为自由场地震响应分析方法的验证提供了基础数据。 展开更多
关键词 自由场 砂土 液化 振动台 离心机
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SV波斜入射不同自由场构建方法下水电站地面厂房地震响应研究 被引量:8
16
作者 王飞 宋志强 +1 位作者 刘云贺 张剑峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期9-18,共10页
针对目前近断层地震动少有考虑斜入射以及存在不同自由场构建方法的问题,研究了不同自由场构建方法的精度及其对水电站地面厂房地震响应的影响。将总波场分解为内行场和外行场,基于波场叠加原理分析了地基各边界面上的3种自由场,推导了... 针对目前近断层地震动少有考虑斜入射以及存在不同自由场构建方法的问题,研究了不同自由场构建方法的精度及其对水电站地面厂房地震响应的影响。将总波场分解为内行场和外行场,基于波场叠加原理分析了地基各边界面上的3种自由场,推导了与各边界面自由场对应的等效节点荷载计算公式,并结合边界条件实现了平面SV波斜入射输入。分析了3种斜入射下整个地基的自由场及其相对于解析解的计算精度,不考虑地基底部和右侧边界外行场时,计算误差较大;考虑地基底部边界和右侧边界外行场时计算误差很小,最大误差仅为-3.8%。研究了3种自由场构建方法下脉冲型和非脉冲地震动对水电站厂房地震响应的影响。结果表明:不考虑地基底边界和右侧边界外行场时,厂房总输入能和损伤耗散能有较大增加,导致厂房下部尾水管结构出现大范围的损伤破坏,并且各项能量占总输入能的比重发生明显变化;在相同自由场构建方法下,脉冲型地震动对厂房的破坏能力更强,因此近断层区域内厂房的抗震设计应该引起重视。 展开更多
关键词 水电站地面厂房 地震波斜入射 自由场 脉冲型地震动 能量
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地下列车移动荷载作用下隧道及自由场的动力响应解 被引量:19
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作者 刘卫丰 刘维宁 +1 位作者 Gupta S Degrande G 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期81-84,共4页
针对地下列车运行引起的隧道和自由场上的振动响应问题,利用隧道-自由场动态相互作用系统在隧道轴线方向上的一致性或周期性,采用Fourier变换和Floquet变换等方法,在频率-波数域内推导了在移动荷载作用下隧道及自由场的动力响应解,此解... 针对地下列车运行引起的隧道和自由场上的振动响应问题,利用隧道-自由场动态相互作用系统在隧道轴线方向上的一致性或周期性,采用Fourier变换和Floquet变换等方法,在频率-波数域内推导了在移动荷载作用下隧道及自由场的动力响应解,此解把地下列车运行引起的动力响应问题归结到计算频率-波数域内的传递函数和频域内的移动外荷载的问题上,传递函数采用三维周期性有限元-边界元耦合的数值模型来计算,移动外荷载主要考虑为频域内轨道不平顺情况下的轮轨接触力。利用此动力响应解对北京地铁1号线东单站至建国门站区间的动力响应进行了计算,计算结果表明此方法具有良好的适用性。 展开更多
关键词 地下列车 移动荷载 动力响应解 隧道-自由场相互作用系统
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水声材料声性能自由场测量技术研究 被引量:16
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作者 李水 缪荣兴 《计量学报》 CSCD 北大核心 1999年第4期308-313,共6页
本文提出了一种新的大面积水声无源材料声学性能测量技术,可以在小型消声水池中测量大面积材料的某些声学性能随频率变化规律。材料样品的典型尺寸为1000 m m ×1000 m m 左右,目前的测量频率范围为2 .5 ~20k... 本文提出了一种新的大面积水声无源材料声学性能测量技术,可以在小型消声水池中测量大面积材料的某些声学性能随频率变化规律。材料样品的典型尺寸为1000 m m ×1000 m m 左右,目前的测量频率范围为2 .5 ~20k Hz,测量参数包括反射系数( 回声降低) ,透射系数( 插入损失) 等。对标准样品进行了性能测量,测量结果和平面波理论模型计算值有较好的吻合。 展开更多
关键词 水声材料 信号处理 声性能 声学测量 自由场
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三维层状黏弹性半空间中球面SH、P和SV波源自由场 被引量:4
19
作者 巴振宁 梁建文 张艳菊 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期606-623,共18页
采用刚度矩阵方法结合Hankel积分变换,求解了层状黏弹性半空间中球面SH、P和SV波的自由波场.首先,在柱坐标系下建立层状黏弹性半空间的反轴对称(柱面SH波)和轴对称(柱面P-SV波)情况精确动力刚度矩阵.进而由Hankel变换将空间域内的球面... 采用刚度矩阵方法结合Hankel积分变换,求解了层状黏弹性半空间中球面SH、P和SV波的自由波场.首先,在柱坐标系下建立层状黏弹性半空间的反轴对称(柱面SH波)和轴对称(柱面P-SV波)情况精确动力刚度矩阵.进而由Hankel变换将空间域内的球面波展开为波数域内柱面波的叠加,然后将球面波源所在层的上下端面固定,求得固定层内的动力响应和固定端面反力,将固端反力反向施加到层状黏弹性半空间上,采用直接刚度法求得固端反力的动力响应,叠加固定层内和固端反力动力响应,求得波数域内球面波源动力响应.最后由Hankel积分逆变换求得频率-空间域内球面波源自由场,时域结果由傅里叶逆变换求得.文中验证了方法的正确性,并以均匀半空间和基岩上单一土层中球面SH、P和SV波为例分别在频域和时域内进行了数值计算分析.研究表明基岩上单一土层中球面波自由场与均匀半空间情况有着本质差异;基岩上单一土层中球面波位移频谱峰值频率与场地固有频率相对应,基岩面的存在使得基岩上单一土层地表点的位移时程非常复杂,振动持续时间明显增长;阻尼的增大显著降低了动力响应的峰值,同时也显著减少了波在土层的往复次数. 展开更多
关键词 球面波源 自由场 直接刚度法 层状黏弹性半空间 HANKEL变换
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水下爆炸条件下自由场压力载荷时频特征分析 被引量:4
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作者 谢耀国 崔洪斌 +1 位作者 李新飞 姚熊亮 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2016年第2期27-32,50,共7页
在舰船结构水下爆炸试验中,为了研究水下爆炸条件下水中自由场压力载荷的时频特征,针对某水下爆炸试验自由场压力测试试验数据,基于小波分析对信号进行时频特性分析,得到水中自由场压力信号的时频分布和能量分布状况。分析结果表明:针... 在舰船结构水下爆炸试验中,为了研究水下爆炸条件下水中自由场压力载荷的时频特征,针对某水下爆炸试验自由场压力测试试验数据,基于小波分析对信号进行时频特性分析,得到水中自由场压力信号的时频分布和能量分布状况。分析结果表明:针对水下爆炸自由场压力载荷,基于小波分析技术对其时频特征进行分析,可得到水下爆炸自由场压力载荷所包含的频率信息、强度信息以及不同频段下的载荷持续作用时间等信息;另外,可对冲击波、滞后流和二次压力波这3个不同信号阶段进行频段与能量统计分析;在不同频段上对冲南击信号的能量进行统计发现,冲击波阶段在8 k Hz以下频段集中了超过90%的能量,其中4 k Hz以下频段的能量最大,在滞后流和二次压力波阶段,需特别重视250 Hz以下的低频段对船体结构及设备的影响,该结果对舰船结构及设备的抗冲击防护具有借鉴意义。 展开更多
关键词 水下爆炸 小波分析 时频特征 自由场压力
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