风荷载
风荷载是建筑物的一种主要侧向荷载。由于地表环境的复杂性、建筑体型的多样性,建筑周围的流动风往往表现得紊乱不规则,从而导致建筑物的表面风压复杂多变、难以预测 采用数值模拟方法
预测建筑物的表面风载及风压分布,是随着计算机技术的发展而发展起来的一种新的有效方法[]。
该方法 反映流动风的质量、动量以及湍流脉动能量守恒的连续性方程、Navier—Stokes方程等为基
本控制方程l3],利用离散化的数值方法获得问题的风速和风压解。该方法可以较准确地模拟大气边界
层中风的流动特性以及建筑表面风压的分布情况。 与传统的风洞模型试验方法相比,该方法不仅费用
低,效率高,而且不受象风洞试验中由模型缩尺所带来的相似准则的限制,是建筑风载预测的未来发
展方向之一。
MATLAB介绍
1. MATLAB的概况MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)之意。除具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处理,可视化建模仿真和实时控制等功能。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多.
当前流行的MATLAB 5.3/Simulink 3.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox).工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包.功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能.学科工具包是专业性比较强的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类.
开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外,所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包.
2. MATLAB产生的历史背景
在70年代中期,Cleve Moler博士和其同事在美国国家科学基金的资助下开发了调用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序库.EISPACK是特征值求解的FOETRAN程序库,LINPACK是解线性方程的程序库.在当时,这两个程序库代表矩阵运算的最高水平.
到70年代后期,身为美国New Mexico大学计算机系系主任的Cleve Moler,在给学生讲授线性代数课程时,想教学生使用EISPACK和LINPACK程序库,但他发现学生用FORTRAN编写接口程序很费时间,于是他开始自己动手,利用业余时间为学生编写EISPACK和LINPACK的接口程序.Cleve Moler给这个接口程序取名为MATLAB,该名为矩阵(matrix)和实验室(labotatory)两个英文单词的前三个字母的组合.在以后的数年里,MATLAB在多所大学里作为教学辅助软件使用,并作为面向大众的免费软件广为流传.
1983年春天,Cleve Moler到Standford大学讲学,MATLAB深深地吸引了工程师John Little.John Little敏锐地觉察到MATLAB在工程领域的广阔前景.同年,他和Cleve Moler,Steve Bangert一起,用C语言开发了第二代专业版.这一代的MATLAB语言同时具备了数值计算和数据图示化的功能.
1984年,Cleve Moler和John Little成立了Math Works公司,正式把MATLAB推向市场,并继续进行MATLAB的研究和开发.
在当今30多个数学类科技应用软件中,就软件数学处理的原始内核而言,可分为两大类.一类是数值计算型软件,如MATLAB,Xmath,Gauss等,这类软件长于数值计算,对处理大批数据效率高;另一类是数学分析型软件,Mathematica,Maple等,这类软件以符号计算见长,能给出解析解和任意精确解,其缺点是处理大量数据时效率较低.MathWorks公司顺应多功能需求之潮流,在其卓越数值计算和图示能力的基础上,又率先在专业水平上开拓了其符号计算,文字处理,可视化建模和实时控制能力,开发了适合多学科,多部门要求的新一代科技应用软件MATLAB.经过多年的国际竞争,MATLAB以经占据了数值软件市场的主导地位.
在MATLAB进入市场前,国际上的许多软件包都是直接以FORTRANC语言等编程语言开发的。这种软件的缺点是使用面窄,接口简陋,程序结构不开放以及没有标准的基库,很难适应各学科的最新发展,因而很难推广。MATLAB的出现,为各国科学家开发学科软件提供了新的基础。在MATLAB问世不久的80年代中期,原先控制领域里的一些软件包纷纷被淘汰或在MATLAB上重建。
MathWorks公司1993年推出了MATLAB 4。0版,1995年推出4。2C版(for win3。X)1997年推出5。0版。1999年推出5。3版。MATLAB 5。X较MATLAB 4。X无论是界面还是内容都有长足的进展,其帮助信息采用超文本格式和PDF格式,在Netscape 3。0或IE 4。0及以上版本,Acrobat Reader中可以方便地浏览。
时至今日,经过MathWorks公司的不断完善,MATLAB已经发展成为适合多学科,多种工作平台的功能强大大大型软件。在国外,MATLAB已经经受了多年考验。在欧美等高校,MATLAB已经成为线性代数,自动控制理论,数理统计,数字信号处理,时间序列分析,动态系统仿真等高级课程的基本教学工具;成为攻读学位的大学生,硕士生,博士生必须掌握的基本技能。在设计研究单位和工业部门,MATLAB被广泛用于科学研究和解决各种具体问题。在国内,特别是工程界,MATLAB一定会盛行起来。可以说,无论你从事工程方面的哪个学科,都能在MATLAB里找到合适的功能。
2.MATLAB的语言特点
一种语言之所以能如此迅速地普及,显示出如此旺盛的生命力,是由于它有着不同于其他语言的特点,正如同FORTRAN和C等高级语言使人们摆脱了需要直接对计算机硬件资源进行操作一样,被称作为第四代计算机语言的MATLAB,利用其丰富的函数资源,使编程人员从繁琐的程序代码中解放出来。MATLAB最突出的特点就是简洁。MATLAB用更直观的,符合人们思维习惯的代码,代替了C和 FORTRAN语言的冗长代码。MATLAB给用户带来的是最直观,最简洁的程序开发环境。以下简单介绍一下MATLAB的主要特点。
1)。语言简洁紧凑,使用方便灵活,库函数极其丰富。MATLAB程序书写形式自由,利用起丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务,压缩了一切不必要的编程工作。由于库函数都由本领域的专家编写,用户不必担心函数的可靠性。可以说,用MATLAB进行科技开发是站在专家的肩膀上。
具有FORTRAN和C等高级语言知识的读者可能已经注意到,如果用FORTRAN或C语言去编写程序,尤其当涉及矩阵运算和画图时,编程会很麻烦。例如,如果用户想求解一个线性代数方程,就得编写一个程序块读入数据,然后再使用一种求解线性方程的算法(例如追赶法)编写一个程序块来求解方程,最后再输出计算结果。在求解过程中,最麻烦的要算第二部分。解线性方程的麻烦在于要对矩阵的元素作循环,选择稳定的算法以及代码的调试动不容易。即使有部分源代码,用户也会感到麻烦,且不能保证运算的稳定性。解线性方程的程序用FORTRAN和C这样的高级语言编写,至少需要四百多行,调试这种几百行的计算程序可以说很困难。以下用MATLAB编写以上两个小程序的具体过程。
MATLAB求解下列方程,并求解矩阵A的特征值。
Ax=b,其中:
A= 32 13 45 67
23 79 85 12
43 23 54 65
98 34 71 35
b= 1
2
3
4
解为:x=A\b;设A的特征值组成的向量e,e=eig(A)。
可见,MATLAB的程序极其简短。更为难能可贵的是,MATLAB甚至具有一定的智能水平,比如上面的解方程,MATLAB会根据矩阵的特性选择方程的求解方法,所以用户根本不用怀疑MATLAB的准确性。
2)运算符丰富。由于MATLAB是用C语言编写的,MATLAB提供了和C语言几乎一样多的运算符,灵活使用MATLAB的运算符将使程序变得极为简短。
3)MATLAB既具有结构化的控制语句(如for循环,while循环,break语句和if语句),又有面向对象编程的特性。
4)程序限制不严格,程序设计自由度大。例如,在MATLAB里,用户无需对矩阵预定义就可使用。
5)程序的可移植性很好,基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行。
6)MATLAB的图形功能强大。在FORTRAN和C语言里,绘图都很不容易,但在MATLAB里,数据的可视化非常简单。MATLAB还具有较强的编辑图形界面的能力。
7)MATLAB的缺点是,它和其他高级程序相比,程序的执行速度较慢。由于MATLAB的程序不用编译等预处理,也不生成可执行文件,程序为解释执行,所以速度较慢。
8)功能强大的工具箱是MATLAB的另一特色。MATLAB包含两个部分:核心部分和各种可选的工具箱。核心部分中有数百个核心内部函数。其工具箱又分为两类:功能性工具箱和学科性工具箱。功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能,图示建模仿真功能,文字处理功能以及与硬件实时交互功能。功能性工具箱用于多种学科。而学科性工具箱是专业性比较强的,如control,toolbox,signl proceessing toolbox,commumnication toolbox等。这些工具箱都是由该领域内学术水平很高的专家编写的,所以用户无需编写自己学科范围内的基础程序,而直接进行高,精,尖的研究。
9)源程序的开放性。开放性也许是MATLAB最受人们欢迎的特点。除内部函数以外,所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件,用户可通过对源文件的修改以及加入自己的文件构成新的工具箱。
非线性泛函分析内容
以微分方程、积分方程为背景,介绍非线性泛函分析的基本理论和基本方法,内容包括非线性泛函分析的基础知识,拓扑度理论、半序Banach空间与算子的正解、分歧理论,变分原理等。混沌
混沌是确定性系统的内在随机性,完全确定性的混沌系统不加任何随机因素就可能出现与布朗运动无法区分的行为,"失之毫厘,谬以千里"的对初始条件的敏感依赖性,使得其长期行为必须借助概率论方法描述。混沌是确定性系统中除了不动点、周期、拟周期之外,自然界和人类社会普遍存在的另一种动力学行为。以混沌理论为核心之一的非线性科学被誉为本世纪继相对论和量子力学以来的第三次科学革命。八十年代以来,电子学领域出现了混沌的应用研究浪潮,其中,以蔡氏电路和Lorenz电路为代表的混沌电路与系统的研究、混沌同步和控制理论在通信中的应用、混沌在扩频通信中的应用、混沌信号处理、分形数据压缩和混沌神经网络等课题是各国学者研究的热点.混沌是确定性系统的内在随机性,完全确定性的混沌系统不加任何随机因素就可能出现与布朗运动无法区分的行为,"失之毫厘,谬以千里"的对初始条件的敏感依赖性,使得其长期行为必须借助概率论方法描述。混沌是确定性系统中除了不动点、周期、拟周期之外,自然界和人类社会普遍存在的另一种动力学行为。以混沌理论为核心之一的非线性科学被誉为本世纪继相对论和量子力学以来的第三次科学革命。八十年代以来,电子学领域出现了混沌的应用研究浪潮,其中,以蔡氏电路为代表的混沌电路与系统的研究、混沌同步和控制理论在通信中的应用、混沌在扩频通信中的应用、混沌信号处理、分形数据压缩和混沌神经网络等课题是各国学者研究的热点。
扩频通信技术在军事通信中已有半个世纪的历史,主要用途是抗干扰和保密,一般采用直扩(DS)或跳频(FH)二种扩频体制。八十年代后期以来,以Viterbi为代表的Qualcomm公司提出并实现了IS-95标准的码分多址(CDMA)蜂窝移动通信系统,创造了世界移动通信和个人通信发展史上里程碑式的成就。由于扩频信号的宽带特性能有效地对付蜂窝系统存在的多径衰落和多址干扰,因而CDMA有提供比频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)更高容量的潜力。CDMA是当前无线通信研究和开发非常活跃的领域,提交ITU的下一代移动通信系统IMT-2000草案大都采用宽带CDMA(BCDMA)。
动力学系统
动力学系统可定义为由确定的微分或差分方程描述的一个系统在时间轴上的状态演变,若刻画系统的函数对自变量的依赖关系高于一次幂,则此系统为非线性动力学系统.弹性
弹性:指物体在外界因素作用下所产生的应力和应变之间的关系是一一对应的(物理上),或者说应力和应变之间互为单值函数(数学上)。:@D
语音转换
语音转换是语音处理的一个引起人们关注的新的分支,语音处理是指对说话人的特性进行处理。它包括为了改变说话人的感觉特性而做的语音信号修正,这样做通常是为了和另一个说话人的感觉特性进行匹配。同时,要尽可能地保留语音信号中的特殊信息。数据及数据结构
数据:所有能被输入到计算机中,且能衩计算机处理的符号的集合.是计算机操作的对象的总称.是计算机处理的信息的某种特定的符号表示形式.数据结构:是研究数据的逻辑结构和物理结构以及它们之间的相互关系,并对这种结构定义相适应的运算,设计出相应的算法,而且确保经过这些运算以后所得的新结构仍然是原来的结构类型.
概括地说,数据结构是一门讨论"描述现实世界实体的数学模型(非数值计算)及其上的操作在计算机中如何表示和实现"的学科.
非线性
希腊学者Vakakis,沿用美国学者Rosenberg的思路,将非线性模态定义为系统位形空间中的一条直线(相似模态)或曲线(非相似模态),即所谓的模态线。当系统沿模态线运动时,所有质点将经历一种同步运动,亦即,各质点在某一时刻同时达到各自的最大位移,而在另一时刻同时达到各自的最大速度。美国学者Shaw和Pierre,将(非内共振)非线性模态定义为系统状态空间中的一个二维不变子流形,从而既可对保守系统定义非线性模态(一种驻波),亦可对非保守系统定义非线性模态(一种行波)。
CFD
CFD——流体力学数值模拟自激振动
自激振动是一种激励来自系统本身运动的振动,即自激振动是靠系统振动产生的;当系统运动停止时,其自激振动也消失了。模态分析
模态分析是一种参数识别的方法,因为模态分析法是在承认实际结构可以运用所谓“模态模型”来描述其动态响应的条件下,通过实验数据的处理和分析,寻求其“模态参数”。模态分析的关键在于得到振动系统的特征向量(或称特征振型、模态振型)。试验模态分析便是通过试验采集系统的输入输出信号,经过参数识别获得模态参数。具体做法是:首先将结构物在静止状态下进行人为激振(或者环境激励),通过测量激振力与振动响应,找出激励点与各测点之间的“传递函数”,建立传递函数矩阵,用模态分析理论通过对试验导纳函数的曲线拟合,识别出结构的模态参数,从而建立起结构物的模态模型。
CAE
CAE(Computer Aided Engineering)是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。CAE从60年代初在工程上开始应用到今天,已经历了30多年的发展历史,其理论和算法都经历了从蓬勃发展到日趋成熟的过程,现已成为工程和产品结构分析中(如航空、航天、机械、土木结构等领域)必不可少的数值计算工具,同时也是分析连续力学各类问题的一种重要手段。随着计算机技术的普及和不断提高,CAE系统的功能和计算精度都有很大提高,各种基于产品数字建模的CAE系统应运而生,并已成为结构分析和结构优化的重要工具,同时也是计算机辅助4C系统(CAD/CAE/CAPP/CAM)的重要环节。CAE系统的核心思想是结构的离散化,即将实际结构离散为有限数目的规则单元组合体,实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析,得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析,这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。其基本过程是将一个形状复杂的连续体的求解区域分解为有限的形状简单的子区域,即将一个连续体简化为由有限个单元组合的等效组合体;通过将连续体离散化,把求解连续体的场变量(应力、位移、压力和温度等)问题简化为求解有限的单元节点上的场变量值。此时得到的基本方程是一个代数方程组,而不是原来描述真实连续体场变量的微分方程组。求解后得到近似的数值解,其近似程度取决于所采用的单元类型、数量以及对单元的插值函数。根据经验,CAE各阶段所用的时间为:40%~45%用于模型的建立和数据输入,50%~55%用于分析结果的判读和评定,而真正的分析计算时间只占5%左右。针对这种情况,采用CAD技术来建立CAE的几何模型和物理模型,完成分析数据的输入,通常称此过程为CAE的前处理。同样,CAE的结果也需要用CAD技术生成形象的图形输出,如生成位移图、应力、温度、压力分布的等值线图,表示应力、温度、压力分布的彩色明暗图,以及随机械载荷和温度载荷变化生成位移、应力、温度、压力等分布的动态显示图。我们称这一过程为CAE的后处理。针对不同的应用,也可用CAE仿真模拟零件、部件、装置(整机)乃至生产线、工厂的运动和运行状态。α射线及受激辐射等一些基本概念
α射线是从放射性物质中射出来的一种粒子流。α粒子就是氦原子核,它贯穿物质的本领很小,一张薄线通常就能把它档住,但是它有很强的电离作用。原则上不允许发很多,每个形式的帖子只能发一个,所以你的基本概念的帖子三个我给合并成一个,而因为你整理的还不错,所以没有给予删除,但奖励只加一个,毕竟本来是违反原则的。希望谅解。
[ 本帖最后由 cdwxg 于 2006-11-12 09:45 编辑 ]