一种新型高精度半显式基于模型的积分算法
作者:
作者单位:

长安大学 建筑工程学院,陕西 西安 710061

作者简介:

傅博(1990-),男,副教授,工学博士,硕士生导师,主要从事抗震与数值积分算法的研究。 E-mail:90_bofu@chd.edu.cn

通讯作者:

陈瑾(1990-),女,讲师,工学博士,硕士生导师,主要从事轨道减隔振及数值积分算法的研究。 E-mail:chenjin5310@126.com

中图分类号:

TU311.3

基金项目:

国家自然科学基金(51908048,52108432);陕西省高校科协青年人才托举计划(20200412);长安 大学中央高校基本科研业务费专项资金(300102283201)


A New Semi-explicit Model-based Integration Algorithm with High Accuracy
Author:
Affiliation:

School of Civil Engineering, Chang’an University, Xi’an 710061, China

Fund Project:

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    摘要:

    提出了一种新型高精度基于模型的积分算法,该算法采用了半显式Chang算法的速度、位移表达式,但是具有不同的积分参数。采用离散控制理论中“零极点匹配”和二阶Pade近似推导出新算法的积分参数。对算法的精度、稳定性、周期延长和振幅衰减等数值特性进行分析。与Newmark族积分算法和两种典型的基于模型的积分算法相比,新算法具备四阶精度,并且有非常小的周期误差。最后,通过三个数值算例验证了新算法的高精度特性。

    Abstract:

    A new model-based integration algorithm with high accuracy is proposed. The proposed algorithm adopts the formulations of velocity and displacement of the semi-explicit Chang algorithm but uses different integration parameters. The integration parameters of the new algorithm are derived by using the zero-pole matching in discrete control theory and second-order Pade approximation. The numerical properties including accuracy, stability, period elongation and amplitude decay are analyzed. Compared with the Newmark family algorithms and two typical model-based integration algorithms, the proposed algorithm is fourth-order accurate and possess extremely small period error. Finally, the high accuracy of the algorithm is demonstrated by three numerical examples.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

傅博,张付泰,陈瑾.一种新型高精度半显式基于模型的积分算法[J].同济大学学报(自然科学版),2023,51(5):738~746

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  • 收稿日期:2021-11-25
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  • 在线发布日期: 2023-05-30
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