上海交通大学学报

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可嵌入建筑设计模型的施工顺序知识

宋元斌, 徐峰, 胡昊

2012,46 (10): 1539-1543.

摘要 ( 2523 )

针对以往提出的施工顺序知识表述模式在描述并行时间逻辑方面能力较弱的问题，提出了构件施工状态的概念及 14种用来描述构件施工状态间时间关系的区间到区间的时间逻辑，其不仅可以描述施工活动在时间上的前后逻辑，还可以描述并行逻辑.在此基础上，提出了针对单个构件的“状态链”和针对2个构件间的“状态相互作用”的施工顺序规则，并以Express语言描述了两种顺序知识，使它们能够与工业基础类标准兼容，并可以直接嵌入到符合工业基础类标准的建筑设计模型中，使得从建筑设计模型中导出施工顺序成为可能.

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非均质饱和-非饱和土的变形特性

张校通, 郑东生, 夏小和, 王建华

2012,46 (10): 1544-1547.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2012.10.002

摘要 ( 2857 )

HTML ( 482 )

PDF(510KB) ( 591 )

利用饱和-非饱和多孔弹性介质控制方程建立有限元计算模型，考虑弹性模量随深度增加及其在水平方向的变化，分析了非饱和土中超静孔隙水压力消散和土体的变形特性．通过与相关文献结果对比可验证文中采用的计算模型的正确性．研究结果表明：土体的非均质性对超静孔隙水压力的消散和土体的变形均有显著影响；弹性模量沿深度方向变化率越大，非饱和土体吸收的压力越多，导致超静孔隙水压力消散得越快，并且初期变形阶段和固结完成后，土体的变形幅度减小．

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水平-竖向加筋土挡墙作用机理的离散元数值模拟

周淮1, 2, 张孟喜1

2012,46 (10): 1548-1552.

摘要 ( 3108 )

在水平-竖向（H-V）加筋土挡墙室内模型试验的基础上，采用基于离散元理论的颗粒流软件（PFC）对试验进行了仿真模拟.就PFC模拟得出的挡墙变形和竖筋侧应力等数据，与模型试验结果进行了比较和验证.同时，结合挡墙内部土颗粒位移和应力矢量图研究了H-V土加筋挡墙的作用机理及破裂面形式.

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波流共同作用下砂质海床动力响应

崔嵩, 郑东生, 叶冠林, 夏小和, 王建华

2012,46 (10): 1553-1557.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2012.10.004

摘要 ( 2332 )

HTML ( 10 )

PDF(496KB) ( 594 )

基于饱和土两相混合u-p（土骨架变形-饱和土孔隙水压力）理论，采用基于上下负荷面和各向异性的砂土液化本构模型，建立一个多孔介质弹塑性海床模型，用于分析波流共同作用下砂质海床动力响应规律．计算分析了波流共同作用下，砂质海床瞬时振荡孔隙水压力与残余孔隙水压力累积的响应规律，并获得了海床液化深度的变化规律．此外，比较了采用弹性与弹塑性砂土本构模型时，海床在波流作用下的动态响应差异．

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逆作法通道式土方开挖工艺及其应用

徐安军

2012,46 (10): 1558-1562.

摘要 ( 3363 )

针对狭长形逆作基坑中土方开挖与支撑施工的作业面冲突，提出了逆作法通道式土方开挖工艺.该工艺首先在基坑中部挖土形成纵向作业通道，再从远离出土口一侧快速分段挖除留土，同时跟进支撑制作养护.与传统挖土工艺相比，通道式土方开挖工艺不仅可以提高施工效率、缩短工期，还可通过增加留土宽度以减小支护结构变形，降低基坑开挖对环境的影响.该工艺成功应用于上海西站15号线地铁车站地下二、三层基坑工程.结果表明：采用该方法施工可以将支护结构变形控制在允许范围内；与正常分段推进式挖土工艺相比，该工艺可以提高工效40%.

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无锡地区不同埋深粉质黏土加载流变试验研究

丁文其1, 2, 王春波1, 2, 王军3

2012,46 (10): 1563-1569.

摘要 ( 2382 )

针对无锡地区③2层、⑥2层粉质黏土，通过设置主应力轴位于水平方向和竖直方向，研究分析不同埋深粉质黏土在不同固结方式、加载方式下的流变特性，并推导了三轴应力状态下的广义Kelvin模型和Burgers模型流变方程，以Burgers模型对试验结果进行了拟合，拟合效果较好.研究分析表明：埋深相同的粉质黏土流变变形速率随偏应力的增加而增大，但当偏应力增加到一定值时流变时间很短，没有流变变形保持阶段；相同类型的土体，埋深较大的流变变形速率、流变阈值较大，流变变形趋于稳定的时间较短；受土体各向异性的影响，流变模型参数随加载方式的不同而不同，但各模型参数均随围压的增加而增大.

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加载速率对岩石动态断裂韧度影响的试验

宫能平, 罗裕繁, 高远

2012,46 (10): 1570-1572.

摘要 ( 2659 )

摘要：
采用CCCDSHPB(Central Cracked Circular DiskSplit Hopkinson Pressure Bar)试验系统对花岗岩试件实施不同加载速率下的纯Ι型加载试验，测得平均载荷P(t)随时间的变化关系.将实测的载荷代入到推广的中心裂纹圆盘试件应力强度因子计算公式，获得花岗岩在不同加载速率下的动态断裂韧度，揭示加载速率与动态断裂韧度的相关性.试验结果表明，加载速率为50~350 GPa·m1/2/s时，随加载速率的增加，断裂韧度呈现出线性上升趋势.
关键词：
动态断裂韧度；加载速率；霍普金森压杆；中心裂纹圆盘
中图分类号： TU 45
文献标志码： A

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钢筋混凝土矩形梁受弯扭作用的极限分析

陈溪a, 刘西拉b

2012,46 (10): 1573-1580.

摘要 ( 3510 )

提出了一个新的钢筋混凝土矩形构件在弯矩和转矩共同作用下的极限分析方法.根据构件所受到的外力确定构件破坏时的破坏翘曲面，通过分析得到破坏翘曲面上的应力分布，利用平衡方程得到弯扭联合作用下的强度计算公式.根据极限分析的基本原理，文中提出的方法为一个下限解，得到的结果应该比实际破坏荷载适当偏小.该方法计算简单，概念明确，与现有的试验结果吻合较好，并且还可以进一步推广到更复杂的受力情况.

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往复荷载下锈蚀钢筋混凝土粘结滑移劣化模型

杨淑雁, 刘西拉

2012,46 (10): 1581-1586.

摘要 ( 3257 )

基于已有往复荷载下未锈蚀钢筋混凝土构件的粘结滑移模型，考虑了钢筋锈蚀的影响，从细观的角度对粘结滑移外包线、粘结强度衰减系数、摩擦粘结强度衰减系数、反向粘结强度以及残余粘结强度和其所对应的滑移值进行了理论上的推导和修正，提出了低周往复荷载下考虑循环劣化的锈蚀钢筋混凝土构件的粘结滑移模型，将理论所得的数据和已有实验数据进行对比，结果吻合较好.研究结果对考虑钢筋锈蚀条件下混凝土构件的抗震性能有参考价值.

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典型组合形体空间膜结构风振响应的数值分析

陈亚楠, 陈怡然, 周岱, 孙颖昊, 马晋

2012,46 (10): 1587-1593.

摘要 ( 2590 )

摘要：
对山脉型空间膜结构进行数值模拟与比较分析，研究膜帽处开敞与封闭情形、不同风速情形下的膜结构风振响应，包括位移响应、速度响应、加速度响应等.研究显示，膜帽开敞、封闭与否对结构最大位移响应影响较小；结构在膜结构顶帽封闭情形下的最大加速度响应明显大于膜结构顶帽开敞情形；位移瞬态放大系数在膜帽开敞情形下大于封闭情形.在一定风速范围内，开敞情形下结构竖向最大位移响应随风速增大而增大，而结构位移的瞬态放大系数随着风速增大变化不明显.文中的研究成果可供膜结构工程抗风设计参考. 关键词：
膜结构；流固耦合；风致动力响应；位移瞬态放大系数中图分类号： TU 312.1
文献标志码： A

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深基坑施工风险的多参数评估方法

刘一杰, 陈锦剑, 王建华, 朱雁飞

2012,46 (10): 1594-1598.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2012.10.011

摘要 ( 3332 )

HTML ( 11 )

PDF(642KB) ( 834 )

通过对深基坑在开挖过程中变形受力特性的力学机理研究，结合基坑施工中各参数指标间的力学相关性及其统计关系，定量确定多参数之间协调关系和所对应的风险情况，提出融合多参数的风险评估预警方法并编制多参数风险评估程序．该方法相对常规单参数风险预警控制方法，更能反映基坑支护结构及周围环境的内力变形情况．采用该方法对上海某地铁车站基坑工程进行多参数风险评估．结果表明，该方法能够判定出单参数方法所不能识别的基坑风险，有效弥补单参数控制的不足和漏洞，具有很好的实用价值．

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空气源热泵过冷蓄能除霜特性试验

董建锴1, 姜益强1, 姚杨1, 闫凌2

2012,46 (10): 1604-1608.

摘要 ( 2788 )

为了解决空气源热泵除霜过程中能量来源不足而导致的各种除霜问题，提出了空气源热泵过冷蓄能除霜方法.对一台额定输入功率为850 W的家用空气源热泵进行改造，在人工模拟环境条件下，与常规逆循环除霜进行了对比试验.试验结果显示：过冷蓄能除霜条件下，压缩机的吸排气压力分别提高了0.11和0.57 MPa，除霜时间和恢复供热时间分别缩短30.8%和25%，除霜过程耗功减少了22.8 kJ.因此，过冷蓄能除霜可以有效地提高压缩机吸排气压力，缩短除霜和恢复供热时间，改善除霜时的室内热舒适性，降低除霜过程能耗.

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超声雾化液体除湿空调系统性能实验研究

边争, 杨自力, 连之伟

2012,46 (10): 1604-1608.

摘要 ( 1825 )

实验研究了超声雾化液体除湿空调系统的除湿效率，分析了氯化钙和氯化锂混合盐溶液的质量分数、液气比、气液反应时间等因素对除湿效率的影响.结果表明，在9种实验工况下，系统的除湿效率为18.1%~26.9%.随着混合盐溶液的质量分数从38%减小至35%，系统除湿效率逐渐降低；液气比是影响系统除湿效率的重要因素，当液气比由0.18增至0.84时，除湿效率提高约50%；增加气液反应时间能够有效改善除湿效率.另外，提高除湿效率会导致空气温升变大.

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集装箱码头岸桥结构的动力相似分析与试验验证

金玉龙, 吴天行

2012,46 (10): 1609-1615.

摘要 ( 2566 )

基于动力相似理论，推导了集装箱码头岸边起重机（简称岸桥）原型结构和1∶50缩比模型的相似比例因子；利用锤击模态试验和地震振动台试验分别获取了1∶50缩比模型的动态特性和地震响应；同时，使用ANSYS软件对原型结构相应的动态行为也进行了系统地分析.研究结果表明,1∶50缩比模型能够准确地预测出其原型结构的动态特性和地震响应，并能为后续的研究提供一个可靠的试验模型.

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精锻叶片模具三维型面优化技术

邵勇1, 2, 陆彬1, Hengan Ou3, 陈军1, 郭平义2

2012,46 (10): 1616-1621.

摘要 ( 3249 )

基于有限元模拟技术，对包括切边工序在内的叶片精锻过程进行了准确模拟，并针对叶片锻造过程中叶身型面产生的尺寸偏差，采用模具型面直接补偿的方法对叶片精锻模具进行了三维优化设计.通过模拟，定量给出了锻件型面的尺寸偏差，建立了偏差类型与型面变形之间的关系.以锻件型面偏差总量最小为优化目标，设计了基于变化的权重优化算法，准确计算了模具型面各节点上的插补值，并利用B样条曲面构建技术对优化后的模具型面进行了重构.开发了模具型面直接补偿优化设计系统，并对镍基叶片模具进行了优化设计.结果表明，模具型面偏差明显减小，优化效果显著.

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数控机床可靠性评估中的边界强度过程

王智明1, 杨建国2

2012,46 (10): 1622-1626.

摘要 ( 3173 )

基于Akaike 信息准则(AIC)、Bayesian 信息准则(BIC)及故障数据拟合的均方根误差(RMSE)，提出了可修系统可靠性分析的非齐次泊松过程模型的选择方法，利用最大似然估计的渐近对数正态分布特性，用Fisher信息矩阵法给出了边界强度过程模型参数及系统可靠性指标的点估计及区间估计，分析了多台数控机床时间截尾的故障过程.结果表明，对于维修频繁的性能恶化数控机床，边界强度故障模型适合于其可靠性评估.

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20CrMnTiH齿轮钢高温塑性变形特性

胡成亮, 张莹, 赵震, 李世龙, 只悦胜

2012,46 (10): 1627-1631.

摘要 ( 2911 )

以20CrMnTiH齿轮钢为研究对象，在变形温度850~1 150 °C和应变速率0.01~10 s-1的变形条件下，采用高温压缩热模拟实验研究其塑性变形特性.发现：变形温度850 °C时的流动应力为1 150 °C时的2~3倍，应变速率10 s-1时的应力值为应变速率0.01 s-1时的2~3倍，在高温和低应变速率的条件下发生了连续动态再结晶；从微观组织来看，随变形温度升高，再结晶晶粒沿着初始晶粒的晶界长大并形成新晶粒，变形温度1 050 °C时，多次动态再结晶使得晶粒长大明显.根据采用双曲正弦函数修正的Arrhenius方程，利用线性回归法求出相应的热变形激活能为371.053 kJ/mol.利用加工图确定了相应的热变形过程最佳工艺参数范围，即变形温度为1 020~1 150 °C，应变速率为0.5~2.5 s-1.

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冷锻模具材料高速基体钢应变控制室温疲劳性能

张莹1, 胡成亮1, 赵震1, 李爱平2

2012,46 (10): 1632-1636.

摘要 ( 2468 )

对冷锻模具材料高速基体钢进行了室温下的单轴静态拉伸试验和应变控制单轴对称拉压低周疲劳试验，获得了静态拉伸力学性能和低周疲劳性能参数.通过对试验数据进行拟合，得到了高速基体钢材料在室温下静态单调拉伸应力-应变关系、循环应力-应变关系以及循环应变-寿命曲线.试验结果表明，该模具材料在本试验控制的循环应变幅范围内发生了循环软化，疲劳断裂之前未观察到明显的应力饱和现象.以控制应变幅为1.5%的试样为例，对材料的低周疲劳行为特性进行了分析.材料的循环应力响应分为明显软化，软化效应减弱和瞬时断裂3个阶段.

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深海脐带缆弯曲加强器时域疲劳敏感性分析

王爱军, 杨和振

2012,46 (10): 1637-1641.

摘要 ( 2573 )

摘要：
鉴于聚合物材料制作的弯曲加强器非线性特性显著，传统频域疲劳分析方法已不适用，而疲劳强度是弯曲加强器设计关键难点，建立了弯曲加强器分析的数学模型，给出了基于数学模型的弯曲加强器疲劳分析方法.从整体到局部进行时域疲劳分析，对影响弯曲加强器疲劳性能的参数进行敏感性分析，讨论了各个参数对弯曲加强器疲劳性能的影响.文中提出的方法和所得的结论可为深海脐带缆弯曲加强器分析设计提供参考.
关键词：
脐带缆; 柔性管; 弯曲加强器；疲劳分析；敏感性分析
中图分类号： P 751
文献标志码： A

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高速远程滑坡气垫效应的风洞模拟试验研究

邢爱国1, 殷跃平2, 齐超1, 张明3, 黄汉杰4, 韩金良3

2012,46 (10): 1642-1646.

摘要 ( 2901 )

将木质材料制成不同坡度、不同横断面形式的沟谷地形，通过大型风洞模拟试验，测定了地面效应影响下滑体凌空飞行时的空气动力学参数.风洞试验结果表明：沟谷地形对地面效应影响显著.地形圈闭效果越好，地面效应越明显，模型升力系数相对于平坦地形将成倍增加；模型离地高度越小，气垫效应越显著，但对平坦地形影响不明显；各沟谷地形下升阻比曲线变化基本相同，最大值均发生在飞行迎角8°左右.

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区域定位系统中高程辅助三星定位算法

王萌a, b, 马利华a, 张丽荣a, 季海福a, b, 施浒立a

2012,46 (10): 1647-1651.

摘要 ( 3013 )

提出了一种不受高度限制的区域定位系统高程辅助三星定位算法.该算法既不依赖于先验的位置信息和定位结果，也不需要构建近似椭球方程.算法的关键是在牛顿算法迭代过程中不断更新接收机估算位置到地心的虚拟伪距.结合中国区域定位系统(Chinese Area Positioning System, CAPS) 的试验验证星座开展了仿真分析，结果表明：在用户高度已知的情况下，当高度达到中轨卫星轨道高度(约12×103 km)时，该算法仍能够进行正常的定位解算.在分析高程辅助算法中精度衰减矩阵的基础上，提出了高程辅助下误差椭圆轴长和轴方向的计算公式.结合CAPS试验验证星座仿真分析表明，提出的计算公式可以准确描述误差椭圆的几何特征.

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全耦合深海平台系统中液压张紧器的数值模拟

王坤鹏, 薛鸿祥, 唐文勇

2012,46 (10): 1652-1657.

摘要 ( 2656 )

基于利用ABAQUS开发的平台/系泊索/立管全耦合分析程序，研究应用于深海平台系统与顶端张紧式立管连接的液压张紧器的数值模型.对数值模拟液压张紧器中的刚度非线性效应、摩擦效应以及平台、张紧器和顶端张紧式立管的耦合连接方式进行了研究，提出了非线性液压张紧器模型.通过张紧器线性和非线性模型结果的比较，得到了非线性效应对立管和平台响应的影响，对提高顶端张紧式立管极限强度和疲劳寿命的预报精度有一定的帮助作用.

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导流缆拖曳系统准动态运动建模及仿真

王飞, 黄国樑

2012,46 (10): 1658-1664.

摘要 ( 2631 )

为准确预报分析导流缆拖曳系统的宏观（整体）运动，同时为避免模型过于复杂致方程系数难以准确获取而显得没有实际意义，提出了一个准动态四自由度运动模型以描述导流缆的运动，并采用数值仿真研究方法分析其运动响应特性.根据导流缆微元运动特点，将其运动分解为3个动态平动运动自由度及1个稳态轴向转动运动自由度；并根据集中质量法基本思想，推导给出了具体的四自由度运动控制方程，较为完整地计入了缆张力、流体作用力、重力、浮力及各力矩的作用，并采用四阶龙格库塔方法积分求解方程.通过数值仿真计算，研究了导流缆拖曳系统在不同情况下的运动，并得到了一些有意义的运动响应特性.

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汶川地震触发牛圈沟高速远程滑坡-碎屑流动力学特性分析

张远娇1, 邢爱国1, 朱继良2

2012,46 (10): 1665-1670.

摘要 ( 3739 )

鉴于牛圈沟滑坡为地震触发的典型滑动-碎屑流型滑坡，采用滑坡动力学分析(Dynamic analysis)软件DANW对牛圈沟滑坡全程动力学特征进行分析，使用试错法对比分析摩擦准则与Voellmy准则两种不同流变关系的模拟效果.结果表明：摩擦准则应用于滑体的初始运动阶段，Voellmy准则应用于滑坡后期碎屑流阶段时模拟效果最佳；并给出最佳的流变参数，得到滑坡堆积体的体积和形态变化，滑坡运动速度及变化规律.

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海堤设计风浪和设计潮位组合风险率分析

杨星1, 刘志龙2, 吴苏舒1, 李志清1, 李朝方2

2012,46 (10): 1671-1674.

摘要 ( 3307 )

风浪和潮位是海堤设计的关键因素，为保障海堤工程的安全性并使工程设计更为经济合理，基于Clayton Copula连接函数建立了潮位和风浪联合分布函数，以此构建了风浪和潮位组合设计风险分析模型，提出了考虑风险率模式下的风浪和潮位组合设计方法.以深圳市赤湾海域为例，分析了1971～2002年实测水文资料，获得了风浪和潮位组合风险率.结果显示：深圳赤湾海域大潮与大风同时遭遇的概率小，采用同频率设计偏于安全;而所建模型充分考虑到了风浪和潮位这种遭遇的特性，对风浪和潮位遭遇工况的合理设计具有指导意义，也为沿海城市海堤设计参数的确定提供了一种技术手段.

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海堤渗压多测点径向基函数监测模型的建立

黄铭1, 刘俊2

2012,46 (10): 1675-1679.

摘要 ( 2446 )

为综合多测点监测信息建立海堤渗压预测模型，揭示其受海洋潮位等因素影响的复杂而特殊的变化规律，以径向基函数(RBF)神经网络为建模工具，采用前期潮位因子、积分型降雨因子、时效因子构建模型输入层，对符合条件的多个渗压测点进行综合训练、预测.同时根据海堤渗压特点，对建模中RBF网络的计算中心选取方法加以探讨，进而结合模糊C均值聚类算法确定计算中心.以浦东海堤实测资料实现了该模型建立的具体过程，取得理想效果，并给出了应用建议.

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桥梁预警系统的数据预处理

陈明

2012,46 (10): 1680-1686.

摘要 ( 2371 )

针对影响桥梁预警系统有效工作的数据获取问题，提出了融合神经规则、数据分类和数据评估的预警系统数据预处理方法.通过训练集将人工完成数据处理过程中所用到的知识融入到神经规则中，并应用神经规则剔除噪声数据；根据拟定的相似性指标对神经规则输出的数据进行分类，合并相似度较大的信息，以大幅度降低数据量；应用曲率模态对各测点保留的信息进行剖分，并与桥梁结构各测点的标准曲率模态比较，提取与初始数据信息不一致的采样数据，为预警系统的损伤识别提供依据.模拟分析表明，该方法能够在大幅度降低预警系统数据量的基础上保留结构状态发生变化的关键信息，具有一定的应用价值.

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针对基于广义逆的特大增量步算法的二维拓展

龙丹冰a, 刘西拉b

2012,46 (10): 1686-1692.

摘要 ( 3267 )

为将特大增量步算法推广应用到二维实体分析上，提出了一种能适应特大增量步算法求解的二维4节点四边形单元.应用新单元的数值算例的结果表明，该单元在算法上收敛，对单元畸变不敏感，能用于特大增量步算法并可以利用在杆件结构系统类似的方法发挥并行计算的优势.

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Rosenau-Burgers方程的一个新的差分方法

邵新慧, 薛冠宇, 沈海龙

2012,46 (10): 1693-1696.

摘要 ( 3083 )

从动力学系统的实际问题出发，针对Rosenau-Burgers方程的初边值问题进行了数值研究，揭示了复杂离散动态系统理论中非线性波耗散问题. 在方程求解的时间和空间区域，采用网格化方法，提出了一个新的三层隐式差分格式，对差分解进行了先验估计，并给出了该格式的稳定性和收敛性的严格理论证明. 数值实验的结果表明，差分格式简单而有效、计算速度快、稳定性好，并且差分格式使用了加权方法，使其具有普遍意义和推广价值.

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满足3个守恒律的Godunov型格式

王志刚

2012,46 (10): 1697-1700.

摘要 ( 2421 )

为将已有的一维守恒律方程满足多个守恒律的Godunov型格式推广到高维守恒律方程中，对二维的线性传输方程设计了一个满足3个守恒律的Godunov型格式．数值试验表明，该格式具有长时间的保结构性．

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一种线性不等式组的矩阵变换定解方法

刘道建1, 2, 黄天民1

2012,46 (10): 1701-1706.

摘要 ( 4274 )

通过构造一种关于线性不等式组的特殊矩阵——强迫性极点转移矩阵，以及定义一种特殊的矩阵运算——负旋转迭代运算，为解决不等式组的定解问题建立了一个崭新的数学平台，该平台较好地结合与反映了不等式组的线性与几何平面两面性特点，而且以该数学平台为基础提出了一种全新的不等式组定解方法.新定解方法将不等式组的定解过程转化成一系列矩阵初等列变换，定解操作简单快捷，结构化程度高，易程序化处理，便于在计算机上实现.此外，为了解决退化极点的转移问题，提出了单纯形局部ε（小量正参数）正则化方法，有效消除了退化现象对极点转移过程的不利影响.

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