非線形粘性ダンパーを設置した多自由度構造体の確率統計的風応答解析手法

非线性粘滞阻尼器多自由度结构随机统计风响应分析方法

• 批准号: 09F09794
• 负责人: 田村 幸雄
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Polytechnic University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09F09794/
• 关键词: 風荷重; 分数計算; 分数次モーメント; 粘性ダンバー; モンテカルロシュミレーション; ARCアルゴリズム; fractional calculus; 粘性ダンパー; モンテカルロシミュレーション

本研究の目的はモンテカルロシミュレーションを用いて風外力を受けている非線形構造物の解析を行うことである。低い周波数成分の有するエネルギーにより、シミュレートを行うためには長い継続時間が必要となり、データを大量に作成するには非常に多くの時間がかかることになる。したがって数値計算のためのアルゴリズムの効率性が重要となる。数値計算の効率性を正確性と計算速度でもっとも計算負荷に影響が強いのが風外力を算出するところです。研究では2009年と2010年に発表された最近の研究成果に基づいた新たなシミュレーションアルゴリズムの実用化に重点を置いて進めてきて、目標とするパワースペクトル密度関数と風速のプロファイルは分数計算法を用いて高い精度を維持しながら生成できることが実証された。効率的に風荷重を作成するためのH-Fractional Spectral Moment decomposition methodを検証し開発した。H-Fractional Spectral Momentはガウスホワイトのイズとターゲットとする確率過程の間の伝達関数の分数の積分として定義される。目標とするパワースペクトル密度は他の研究者によって提案されている分析的表現を参考に設定し、風外力はH-SFMによって重み付けされたホワイトノイズの分数積分の時系列として表現されることになる。本研究で用いるシミュレーションは以下の順番に沿って行う。1)H-FSMは与えられたスペクトルによる計算と格納2)ホワイトノイズの分数積分の評価に必要なな係数行列の構成3)ガウスホワイトのイズプロセスの増分ベクトルはソフトウェアMatlab環境に実装されている基本的なサブルーチンを利用して生成され、適切な構成行列に乗じて統合し、あらかじめ保存されたH-FSMによって重み付けを行う。この解析方法の精度は解析し、解析過程に関連するパラメータに対する鋭敏性についても自己相関関数法による結果と比較することで妥当性も検証した。

这项研究的目的是通过蒙特卡洛模拟分析受外风力的非线性结构。低频组件的能量需要较长的持续时间才能模拟，并且需要大量时间才能创建大量数据。因此，算法对数值计算的效率很重要。数值计算的效率是对计算负载的最大影响，其准确性和计算速度是外部风力的计算。该研究的重点是基于2009年和2010年发布的最新研究结果的新模拟算法的实际应用，并证明，可以使用分数计算方法生成目标功率频谱密度函数和风速曲线，同时保持高精度。我们已经验证并开发了一种H型光谱矩分解方法，用于有效产生风载。 H分数光谱矩定义为高斯White IS和目标随机过程之间传递函数分数的积分。目标功率光谱密度将基于其他研究人员提出的分析表达式设置，外部风力将以H-SFM加权的白噪声积分的时间序列表示。本研究中使用的模拟按以下顺序进行：1）H-FSM计算并使用给定频谱进行计算并存储2）构建对白噪声的分数积分评估所需的系数矩阵3）3）使用适当的构造的构造量在适当的环境中实现的高斯白色ISE工艺的增量矢量，该工艺的增量是生成的，该工艺是由适当的Matlab Matlab构造的， H-FSM。分析了该分析方法的准确性，并将对分析过程相关参数的敏感性与使用自相关函数方法的结果进行了比较。

项目成果

Proceedings of ICWE 13 13^<th> International Conference on Wind Engineering, Amsterdam, The Netherlands, July 2011

ICWE 13 13^<th> 国际风工程会议论文集，荷兰阿姆斯特丹，2011 年 7 月

• 发表时间: 2011
• 作者: G.Barone;G.Cottone;M.Di Paola;Y.Tamura
• 通讯作者: Y.Tamura

Proceedings of ISWE5 5^<th> International Symposium on Wind Effects on Buildings and Urban Environment, Tokyo, Japan, March 2011

ISWE5 第 5 届建筑和城市环境风效应国际研讨会论文集，日本东京，2011 年 3 月

• 发表时间: 2011
• 作者: G.Cottone;G.Barone
• 通讯作者: G.Barone