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地震波的时程分析

地震波的时程分析

1、根据场地类别选择选取自然地震波跟人工波进行输入

2、在加入时程分析工况的时候比例系数是抗规表5.1.2-2除以地震波的最大值

3、在输出时段步长尽量跟前面定义时程函数时候一样,输出时段数要与步长之积就是所取

得波长,最大加速度需要包含在里面

4、在反应谱里面当背景设置为KN\m的时候,是取9.81

5、在模拟的计算过程中,基底剪力法计算的位移是最大的,其次是反应谱法,最后是时程

分析法

地震响应的反应谱法与时程分析比较 (1)

发电厂房墙体地震响应的反应谱法与时程分析比较 1问题描述 发电厂房墙体的基本模型如图1所示: 图1 发电厂墙体几何模型 基本要求:依据class 9_10.pdf的最后一页的作业建立ansys模型,考虑两个水平向地震波的共同作用(地震载荷按RG1.60标准谱缩放,谱值如下),主要计算底部跨中单宽上的剪力与弯矩最大值,及顶部水平位移。要求详细的ansys反应谱法命令流与手算验证过程。以时程法结果进行比较。分析不同阻尼值(0.02,0.05,0.10)的影响。 RG1.60标准谱 (1g=9.81m/s2) (设计地震动值为0.1g) 频率谱值(g) 33 0.1 9 0.261 2.5 0.313 0.25 0.047 与RG1.60标准谱对应的两条人工波见文件rg160x.txt与rg160y.txt 2数值分析框图思路与理论简介 2.1理论简介 该问题主要牵涉到结构动力分析当中的时程分析和谱分析。时程分析是用于确定承受任意随时间变化荷载的结构动力响应的一种方法。谱分析是模态分析的扩展,是用模态分析结果与已知的谱联系起来计算模型的位移和应力的分析技术。 2.2 分析框架: 时程分析:在X和Z两个水平方向地震波作用下,提取底部跨中单宽上的剪力、弯矩值和顶部水平位移,并求出最大响应。 谱分析:先做模态分析,再求谱解,由于X和Z两个方向的单点谱激励,因此需进行两次谱分析,分别记入不同的工况最后组合进行后处理得出结够顶部水平位移、底部单宽上剪力和弯矩的最大响应。 3有限元模型与荷载说明 3.1 有限元模型 考虑结构的几何特性建立有限元模型,首先建立平面几何模型,并将模型进行合理的切割,采用plane42单元,使用映射划分网格的方法生产平面单元(XOY平面)。然后,采用solid45

在 ansys 中如何 施加 地震波

三向输入简化后的单向输入 首先,将三个方向的地震加速度放到一个文本文件里,如accexyz.txt,在这个数据文件里共放三列数据,每列为一个方向的地震加速度值,这里仅给出数据文件中前几行的数据: -0.227109E-02 -0.209046E+00 0.467072E+01 -0.413893E-02 -0.168195E+00 0.261523E+01 -0.574753E-02 -0.157890E+00 0.809014E-01 -0.731227E-02 -0.152996E+00 0.119975E+01 -0.876865E-02 -0.138102E+00 0.130902E+01 -0.101067E-01 -0.131582E+00 0.143611E+00 ....................... 然后,再建一个文本文件用来存放三个方向的地震加速度时间点,如time.txt,在这个数据文件里仅一列数据,对应于加速度数据文件里每一行的时间点,这里给出数据文件中前几行数据: 0.100000E-01 0.200000E-01 0.300000E-01 0.400000E-01 0.500000E-01 0.600000E-01 ....................... 编写如下的命令流文件,并命名为acce.inp *dim,ACCEXYZ,TABLE,2000,3 !01行 *vread,ACCEXYZ(1,1),accexyz,txt,,JIK,3,2000 !02行(3e16.6) !03行 *vread,ACCEXYZ(1,0),time,txt !04行 (e16.6) !05行 ACCEXYZ(0,1)=1 !06行 ACCEXYZ(0,2)=2 !07行,同上 ACCEXYZ(0,3)=3 !08行,同上 finish /SOLU ANTYPE,trans btime=0.01 !定义计算起始时间 etime=15.00 !定义计算结束时间 dtime=0.01 !定义计算时间步长 *DO,itime,btime,etime,dtime time,itime AUTOTS,0 NSUBST,1, , ,1 KBC,1 acel,ACCEXYZ(itime,1),ACCEXYZ(itime,2),ACCEXYZ(itime,3) !施加三个方向的地震加速度 SOLVE

时程分析中地震波输入位置的讨论

时程分析中地震波输入位置的讨论 摘要:时程分析法通过直接动力分析可得到结构相应随时间的变化关系,能真实地反应结构地震相应随时间变化的全过程,是抗震分析的一种重要方法[1]。目前有限元软件可以实现结构的时程分析,但是在不同的软件中,其实现方式不同,主要区别在地震波的输入位置不同。本文通过有限元软件ABAQUS采用不同的地震波输入位置对同一结构进行时程分析分析,对比结构相同位置的时程位移曲线,结果表明结构在采用不同地震波输入位置的时程分析中,结构的地震响应基本一致。 关键词:时程分析、有限元软件、钢筋混凝土剪力墙 Abstract: The time history analysis method to analyze the available structure through direct power to the relationship between the corresponding changes over time, truly reflect the structure of earthquake corresponding to the whole process of change over time, is an important method of seismic analysis [1]. Finite element software can be time-history analysis of the structure, but in different software in different ways, the main difference between the different positions in the seismic wave input. In this paper the finite element software ABAQUS using different seismic wave input location on the same structure, process analysis analysis, contrast structure the same location of when the process displacement curve, the results show that the structure using different seismic waves enter the position time history analysis, the seismic response basically the same. Keywords: time history analysis, finite element software, reinforced concrete shear walls 一、引言 在时程分析等动力学问题中,地震力以加速度形式从基础固定处输入。由于结构的刚度不是无限大,在结构上的加速度反应与基础输入的加速度并不相同。在很多时候,结构的加速度比基础输入的加速度更大,即对输入的加速度有一个动力放大效应。在单自由度弹性体系中,体系最大绝对加速度与地面运动最大加速度的比值,即称为动力系数[2] (1) 动力系数与结构的动力学特性和输入的地震波的频率特性有关。它与地震系数k的乘积即为单自由度体系的地震影响系数。 因此,从原理上讲,时程分析是将地震波的加速度时程曲线作用到结构的基础约束处,得到上部结构的各种地震反应。但是在不同的软件中,其实现方

小波变换-完美通俗解读

小波变换和motion信号处理(一) 这是《小波变换和motion信号处理》系列的第一篇,基础普及。第二篇我准备写深入小波的东西,第三篇讲解应用。 记得我还在大四的时候,在申请出国和保研中犹豫了好一阵,骨子里的保守最后让我选择了先保研。当然后来也退学了,不过这是后话。当时保研就要找老板,实验室,自己运气还不错,进了一个在本校很牛逼的实验室干活路。我们实验室主要是搞图像的,实力在全国也是很强的,进去后和师兄师姐聊,大家都在搞什么小波变换,H264之类的。当时的我心思都不在这方面,尽搞什么操作系统移植,ARM+FPGA 这些东西了。对小波变换的认识也就停留在神秘的“图像视频压缩算法之王”上面。 后来我才发现,在别的很广泛的领域中,小波也逐渐开始流行。比如话说很早以前,我们接触的信号频域处理基本都是傅立叶和拉普拉斯的天下。但这些年,小波在信号分析中的逐渐兴盛和普及。这让人不得不感到好奇,是什么特性让它在图象压缩,信号处理这些关键应用中更得到信赖呢?说实话,我还在国的时候,就开始好奇这个问题了,于是放狗搜,放毒搜,找遍了中文讲小波变换的科普文章,发现没几个讲得清楚的,当时好奇心没那么重,也不是搞这个研究的,懒得找英文大部头论文了,于是作罢。后来来了这边,有些项目要用信号处理,不得已接触到一些小波变换的东西,才开始硬着头皮看。看了一

些材料,听了一些课,才发现,还是那个老生常谈的论调:国外的技术资料和国真TNND不是一个档次的。同样的事情,别人说得很清楚,连我这种并不聪明的人也看得懂; 国的材料则绕来绕去讲得一塌糊涂,除了少数天才没几个人能在短时间掌握的。 牢骚就不继续发挥了。在这个系列文章里,我希望能简单介绍一下小波变换,它和傅立叶变换的比较,以及它在移动平台做motion detection的应用。如果不做特殊说明,均以离散小波为例子。考虑到我以前看中文资料的痛苦程度,我会尽量用简单,但是直观的方式去介绍。有些必要的公式是不能少的,但我尽量少用公式,多用图。另外,我不是一个好的翻译者,所以对于某些实在翻译不清楚的术语,我就会直接用英语。我并不claim我会把整个小波变换讲清楚,这是不可能的事,我只能尽力去围绕要点展开,比如小波变换相对傅立叶变换的好处,这些好处的原因是什么,小波变换的几个根本性质是什么,背后的推导是什么。我希望达到的目的就是一个小波变换的初学者在看完这个系列之后,就能用matlab或者别的工具对信号做小波变换的基本分析并且知道这个分析大概是怎么回事。 最后说明,我不是研究信号处理的专业人士,所以文中必有疏漏或者错误,如发现还请不吝赐教。 要讲小波变换,我们必须了解傅立叶变换。要了解傅立叶变换,我们先要弄清楚什么是”变换“。很多处理,不管是压缩也好,滤波也好,图形处理也好,本质都是变换。变换的是什么东西呢?是基,也就是

时程分析中地震波选取浅析

时程分析中地震波选取浅析 通过介绍时程分析法中输入地震波的选择原则、地震动幅值和频率特性等一系列问题,使初学者对输入地震波的选择有初步认识和了解,为以后更深层次的研究打下基础。 标签:时程分析法;地震波选择 1、引言 随着社会、经济和科技的不断发展以及人口数量的迅速膨胀,高层、超高层以及复杂形状的建筑的数量定会快速增长。抗震设计规范规定,对于此类重要、复杂并超过规定高度的建筑,其抗震设计中的地震作用计算都要通过时程分析法进行补充验证。而在时程分析法的计算过程中最重要,最影响地震作用计算结果的莫过于地震波的选取。所以,本文将从地震波选取原则、地震动幅值、频谱特性、持续时间、地震波数量、地震波转动分量等多个方面对地震波的选取进行浅析。 2、地震波的选取原则 时程分析中的地震波如何选取的问题,一直是时程分析法中的一个难点。在选择地震波输入时,要满足两点要求: 1)首先要使选择输入的地震波的某些参数和建筑物所在地的条件相一致。参数主要包括:场地的土壤类别、地震烈度、地震强度参数、卓越周期和反应谱等。 2)其次还要满足地震活动三要素的要求。即频谱特性、地震加速度时程曲线持续时间和幅值,选取的地震波中的这三者,要满足相关规定。相关规定要求:选用数字化的地震波应按照建筑场地类别和设计地震分组进行选取,选用不少于两组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线,其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱分析法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。在统计意义上相符是指:其平均地震影响曲线与振型分解反应谱法所用到的地震影响系数曲线相比,在各个周期点上相差不大于20%。弹性时程分析时,每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应小于阵型分解反应谱法计算结果的65%。多条时程曲线计算结果的结构底部剪力平均值不应小于振型分解反应谱计算结果的80%[1]。 3、地震动幅值 地震动幅值有两种意义,即可以指地震加速度、位移和速度中的任何一种的最大值,又可以指在某种意义下的等代值。在一定程度上,地震波的峰值能够反应并代表地震波的强度,所以,建筑物所在地的设防烈度所要求的多遇地震或罕

ANSYS地震时程分析

在ANSYS里做地震分析时,需要对结构施加地震惯性荷载,地震惯性力是通过加速度的方式输入进结构的,然后与结构的质量一起形成动力计算时的惯性荷载,下面说一下在ANSYS 里施加地震惯性力的方法。 首先,将三个方向的地震加速度放到一个文本文件里,如accexyz.txt,在这个数据文件里共放三列数据,每列为一个方向的地震加速度值,这里仅给出数据文件中前几行的数据:-0.227109E-02 -0.209046E+00 0.467072E+01 -0.413893E-02 -0.168195E+00 0.261523E+01 -0.574753E-02 -0.157890E+00 0.809014E-01 -0.731227E-02 -0.152996E+00 0.119975E+01 -0.876865E-02 -0.138102E+00 0.130902E+01 -0.101067E-01 -0.131582E+00 0.143611E+00 ....................... 然后,再建一个文本文件用来存放三个方向的地震加速度时间点,如time.txt,在这个数据文件里仅一列数据,对应于加速度数据文件里每一行的时间点,这里给出数据文件中前几行数据: 0.100000E-01 0.200000E-01 0.300000E-01 0.400000E-01 0.500000E-01 0.600000E-01 ....................... 编写如下的命令流文件,并命名为acce.inp *dim,ACCEXYZ,TABLE,2000,3 !01行 *vread,ACCEXYZ(1,1),accexyz,txt,,JIK,3,2000 !02行(3e16.6) !03行 *vread,ACCEXYZ(1,0),time,txt !04行 (e16.6) !05行 ACCEXYZ(0,1)=1 !06行 ACCEXYZ(0,2)=2 !07行,同上 ACCEXYZ(0,3)=3 !08行,同上 finish /SOLU ANTYPE,trans btime=0.01 !定义计算起始时间 etime=15.00 !定义计算结束时间 dtime=0.01 !定义计算时间步长 *DO,itime,btime,etime,dtime time,itime AUTOTS,0 NSUBST,1, , ,1 KBC,1 acel,ACCEXYZ(itime,1),ACCEXYZ(itime,2),ACCEXYZ(itime,3) !施加三个方向的地震加速度SOLVE

小波变换 完美通俗解读2

这是《小波变换和motion信号处理》系列的第二篇,深入小波。第一篇我进行了基础知识的铺垫,第三篇主要讲解应用。 在上一篇中讲到,每个小波变换都会有一个mother wavelet,我们称之为母小波,同时还有一个father wavelet,就是scaling function。而该小波的basis函数其实就是对这个母小波和父小波缩放和平移形成的。缩放倍数都是2的级数,平移的大小和当前其缩放的程度有关。 还讲到,小波系统有很多种,不同的母小波,衍生的小波基就完全不同。小波展开的近似形式是这样: 其中的就是小波级数,这些级数的组合就形成了小波变换中的基basis。和傅 立叶级数有一点不同的是,小波级数通常是orthonormal basis,也就是说,它们不仅两两正交,还归一化了。 我们还讲了一般小波变换的三个特点,就是小波级数是二维的,能定位时域和频域,计算很快。但我们并没有深入讲解,比如,如何理解这个二维?它是如何同时定位频域和时域的? 在这一篇文章里,我们就来讨论一下这些特性背后的原理。 首先,我们一直都在讲小波展开的近似形式。那什么是完整形式呢?之前讲到,小波basis的形成,是基于基本的小波函数,也就是母小波来做缩放和平移的。但是,母小波并非唯一的原始基。在构建小波基函数集合的时候,通常还要用到一个函数叫尺度函数,scaling function,人们通常都称其为父小波。它和母小波一样,也是归一化了,而且它还需要满足一个性质,就是它和对自己本身周期平移的函数两两正交: 另外,为了方便处理,父小波和母小波也需要是正交的。可以说,完整的小波展开就是由母小波和父小波共同定义的。

地震波使用说明

地震波使用说明 此目录下提供了四类场地土的地震波时程曲线和上海人工波。 按照场地土类型(1,2,3或4),选择时程曲线。在定义时程工况时,对于多遇或罕遇地震,按比例调整时程曲线的最大值。中国抗震规范规定,作为抗震计算中底部剪力法和振型分解反应谱法的补充方法,对于特别不规则,特别重要的和较高的结构应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算。 可取多条时程曲线的计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。 采用时程分析法时,应咱建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线,其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。 其加速度时程最大值可按规范中对于多遇和罕遇地震在不同烈度下的值。 弹性时程分析时,每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%,多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80% 。 可使用弹塑性时程分析法计算罕遇地震下结构的变形。 时程分析是一个承受随时间变化的指定荷载结构的逐步动态反应分析,可以是线性或非线性的。 此章对时程分析进行一般的描述,特别是线性时程分析。 定义时程函数 用户可使用“从文件中添加函数”,导入已定义的文本文件,即实测的时程曲线;也可使用程序内置的时程函数。

时程函数定义对话框 时程函数定义对话框中的条目解释如下: ?函数名 通过在编辑框中直接键入以指定或修改时程函数的名称。 ?函数文件 1.在函数文件域点击浏览按钮以调出一个对话框,在此可找出包含时程函数的 文本文件名。注意文件名显示在文件名框中 2.在 "要跳过的标题行" 编辑框中输入一个希望ETABS在文本文件中跳过的 行数。 3.在 "每行要跳过的前缀字符" 编辑框中输入一个希望ETABS在文本文件中 每行要跳过的字符数。 4.在 "每行的点数" 编辑框中输入一个数告诉ETABS文本文件每行的绘图点 数。

小波分析算法资料整理总结

一、小波分析基本原理: 信号分析是为了获得时间和频率之间的相互关系。傅立叶变换提供了有关频率域的信息,但有关时间的局部化信息却基本丢失。与傅立叶变换不同,小波变换是通过缩放母小波(Mother wavelet)的宽度来获得信号的频率特征,通过平移母小波来获得信号的时间信息。对母小波的缩放和平移操作是为了计算小波系数,这些小波系数反映了小波和局部信号之间的相关程度。相关原理详见附件资料和系统设计书。 注:小波分析相关数学原理较多,也较复杂,很多中文的著作都在讨论抽象让非数学相关专业人难理解的数学。本人找到了相对好理解些的两个外文的资料: Tutorial on Continuous Wavelet Analysis of Experimental Data.doc Ten.Lectures.of.Wavelets.pdf 二、搜索到的小波分析源码简介 (仅谈大体印象,还待继续研读): 1、83421119WaveletVCppRes.rar 源码类型:VC++程序 功能是:对简单的一维信号在加上了高斯白噪声之后进行Daubechies小波、Morlet小波和Haar小波变换,从而得到小波分解系数;再通过改变分解得到的各层高频系数进行信号的小波重构达到消噪的目的。 说明:在这一程序实现的过程中能直观地理解信号小波分解重构的过程和在信号消噪中的重要作用,以及在对各层高频系数进行权重处理时系数的选取对信号消噪效果的影响。但这是为专业应用写的算法,通用性差。 2、WA.FOR(南京气象学院常用气象程序中的小波分析程序) 源码类型:fortran程序 功能是:对简单的一维时间序列进行小波分析。 说明:用的是墨西哥帽小波。程序短小,但代码写得较乱,思路不清,还弄不明白具体应用。 3、中科院大气物理学所.zip(原作者是美国Climate Diagnostics Center的C. Torrence 等)源码类型:fortran和matlab程序各一份 功能是:气象应用。用小波分析方法对太平洋温度的南方涛动指数进行分析。 说明:用的是Morlet和墨西哥帽小波。程序编写规范,思路清晰,但这是为专业应用写的算法,通用性差。 4、Morlet小波变换源程序.rar 源码类型:matlab程序 功能是:对简单的一维时间序列进行小波分析。 说明:用的是墨西哥帽小波。程序短小,但代码写得较乱,思路不清,还弄不明白具体应用。

汶川地震波加速度时程

FILTER POINTS: NPTS= 25000, DT= .0200 SEC 单位cm/s2 -85.18660303 -26.81310797 29.69681739 17.66375925 10.74725598 5.89307633 10.53329077 8.38328838 -6.60304626 -7.29547636 11.29502428 13.67286273 -5.92602216 -23.83117937 -24.01378573 -10.41018086 -1.73061627 -1.68681541 -0.25120385 5.69817713 22.27844984 29.26687041 14.37719476 -0.78176094 14.85243403 43.59400018 29.38438838 3.43393402 5.49481755 6.23200112 -21.87622974 -52.48408787 -47.05050653 -6.35843868 26.04376039 16.94997018 8.10590549 14.56990612 8.61432565 -0.67444454 1.37721874 -3.94592499

14.4976265 15.78556387 8.14483834 -6.35078639 -12.80601727 -7.48203698 -38.05952669 -47.252601 -22.58282251 4.85801197 24.94937343 15.78910797 -7.89294083 -27.34878362 -7.67345164 21.73423697 33.04934899 5.07072495 5.38605227 29.29248964 32.47681472 63.38543891 78.60146871 41.15192422 16.98456088 24.67915562 29.25445807 -12.85852194 -52.13522708 -27.93999245 9.73808504 20.14985389 -1.49063292 -17.18407036 -9.30291165 -0.51966159 7.96338525 -7.54802444 -11.34591285 19.42029186 0.6700927 -5.71160065 -26.02061476

abaqus如何施加地震波

施加地震波: 1 *amplitude,name=amp,input=seismicdata.dat 输入地震波 2 *boundary,type=acceleration,amplitude=amp施加荷载 方法:module选load,在tools-----amplitude-----creat默认的continue在Edit A mplitude里面输入时间和加速度,点OK。点creat boundary condition,涌现对 话框creat boundary condition,选择acceleration/angular acceleration,continu e---选择要施加的边界---done----涌现对话框edit bondary condition对话框,在 amplitude里选择你所定义的时间和加速度。点ok就完工了。 在网上查了些方法: module选load,在tools-----amplitude-----creat默认的continue在Edit Amplitude 里面输入时间和加速度,点OK。点creat boundary condition,出现对话框creat boundary condition,选择acceleration/angular acceleration,continue---选择要施加的边界---done----出现对话框edit bondary condition对话框,在amplitude里选择你所定义的时间和加速度。点ok就完工了。 这是在CAE里输入地震波的方式,我用的方法是直接在inp文件里加地震波的。 首先在CAE里建好模型,定义两个分析步。 第一个分析步是加自重,采用线性加载的方式。 (a) 加载方式:ABAQUS在施加Gravity时,默认为Instantaneous(瞬时加载),如果把结构自重以瞬间加载方式加到结构上,相当于对结构施加了一个脉冲荷载,会引起结构在竖向的振动,在不考虑结构阻尼的情况,这种振动会一直持续下去。如果是混凝土结构,这种竖向振动也会造成混凝土受拉损伤,所以这种加载方式不太合理。 (b)新建加载方式:创建一个新的Amplitude,Type=smooth tpye,0时刻Am=0,然后再选择一个0.5s~1s时刻,Am=1,在这个区间内线性插值,实现幅值从0到1。这种方式加载要优于上述瞬时加载,但是在起初的0.5s(或者1s,即smooth tpye中设置的终点时间)内计算结果是不准确的,所以要把这部分的计算结果剔除,剔除方法就是,创建2个step,第一个step主要分析自重作用,待自重稳定后开始第二个step地震时程反应分析。 第二个分析步就是加地震波。 输入地震波有两种方法: 1、在如下位置加入下面加黑的字体部分。格式如下:时间,地震波,时间,地震波,时间, 地震波,时间, 地震波…………每行8个数据(我下到的地震波文件是不带时间的,自己用C++处理了一下)。%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% *End Assembly *Amplitude, name=Amp-1 0.005, -7.5e-08, 0.01, -3.55e-07, 0.015, -7.03e-07, 0.02, -4.53e-07 0.025, 1.82e-06, 0.03, 7.01e-06, 0.035, 1.5e-05, 0.04, 2.49e-05 0.045, 3.54e-05, 0.05, 4.5e-05, 0.055, 5.2e-05, 0.06, 5.5e-05 ………………

小波变换完美通俗解读

小波变换完美通俗解读 转自: 这是《小波变换和motion信号处理》系列的第一篇,基础普及。第二篇我准备写深入小波的东西,第三篇讲解应用。 记得我还在大四的时候,在申请出国和保研中犹豫了好一阵,骨子里的保守最后让我选择了先保研。当然后来也退学了,不过这是后话。当时保研就要找老板,实验室,自己运气还不错,进了一个在本校很牛逼的实验室干活路。我们实验室主要是搞图像的,实力在全国也是很强的,进去后和师兄师姐聊,大家都在搞什么小波变换,H264之类的。当时的我心思都不在这方面,尽搞什么操作系统移植,ARM+FPGA这些东西了。对小波变换的认识也就停留在神秘的"图像视频压缩算法之王"上面。 后来我才发现,在别的很广泛的领域中,小波也逐渐开始流行。比如话说很早以前,我们接触的信号频域处理基本都是傅立叶和拉普拉斯的天下。但这些年,小波在信号分析中的逐渐兴盛和普及。这让人不得不感到好奇,是什么特性让它在图象压缩,信号处理这些关键应用中更得到信赖呢?说实话,我还在国内的时候,就开始好奇这个问题了,于是放狗搜,放毒搜,找遍了中文讲小波变换的科普文章,发现没几个讲得清楚的,当时好奇心没那么重,也不是搞这个研究的,懒得找英文大部头论文了,于是作罢。后来来了这边,有些项目要用信号处理,不得已接触到一些小波变换的东西,才开始硬着头皮看。看了一些材料,听了一些课,才发现,还是那个老生常谈的论调:国外的技术资料和国内真TNND不是一个档次的。同样的事情,别人说得很清楚,连我这种并不聪明的人也看得懂;国内的材料则绕来绕去讲得一塌糊涂,除了少数天才没几个人能在短时间掌握的。 牢骚就不继续发挥了。在这个系列文章里,我希望能简单介绍一下小波变换,它和傅立叶变换的比较,以及它在移动平台做motion detection的应用。如果不做特殊说明,均以离散小波为例子。考虑到我以前看中文资料的痛苦程度,我会尽量用简单,但是直观的方式去介绍。有些必要的公式是不能少的,但我尽量少用公式,多用图。另外,我不是一个好的翻译者,所以对于某些实在翻译不清楚的术语,我就会直接用英语。我并不claim我会把整个小波变换讲清楚,这是不可能的事,我只能尽力去围绕要点展开,比如小波变换相对傅立叶变换的好处,这些好处的原因是什么,小波变换的几个根本性质是什

地震时程分析中重力荷载的考虑

ANSYS地震时程分析中如何考虑重力作用 在用ANSYS做结构的地震时程分析时,结构施加地震波的初始状态往往是一种不受任何外力的自由状态,这与现实的结构地震情况是不一致的,别的荷载不说,重力荷载在地震时程分析的初始时就存在,在地震响应的整个过程中也起作用。重力荷载在地震反应分析中应该如何施加,我做了如下探讨: 第一种方式,参照小木虫论坛上介绍的一个思路,先在一个极短的时间内关闭时间积分效应,施加重力加速度,然后再打开时间积分效应,进行正常的地震时程分析。具体命令如下 /solu antype, trans timint, off !关闭积分效应 time, 1e-5 acel,,9.8, nsubst, 2 kbc, 1 lswrite, 1 solve timint, on !接着打开积分效应 NSUBST,5 *do,t,1,50,1 time,0.02*t acel,0*9.8*H1(t),0,0*9.8*H2(t) kbc,0 outres,all,none outres,nsol,all allsel,all solve *enddo 为了避免地震加速度的干扰,我把输入的两个水平向地震加速度都设置为0,计算了1秒时间,计算得到的结构顶点竖向位移见图1,图1中在初始的1e-5秒的时间内施加重力荷载后,结构有一个向下2mm的位移;重新打开时间积分效应后,结构在没有重力加速度的情况下发生回弹,最后位移稳定在0。 第二种方式,直接在施加的加速度荷载上把重力加速度9.8m/s2,同样把水平方向加速度乘0,避免其干扰,命令如下: /solu antype, trans timint, on !接着打开积分效应 NSUBST,5

ANSYS地震波的输入

对于地震波的输入,可以把荷载记录作成文件,利用apdl的读取功能读入数据库中。下面的例子是自己编的一个小文件。修改一下可以更简洁。 Fini /config,nres,1000 *dim,aceX,TABLE,3000,1 *dim,aceY,TABLE,3000,1 *dim,aceZ,TABLE,3000,1 *creat,ff *vread,aceX(1,1),acex,txt,,1 (e16.6) *vread,aceX(1,0),acexTT,txt,,,1 (e16.6) ACEX(0,1)=1 *end /input,ff *creat,ff *vread,aceY(1,1),txt,,1 (e16.6) *vread,aceY(1,1),ACETT,,,1 (e17.6) ACEY(0,1)=1 *end /input,ff *creat,ff *vread,aceZ(1,1),txt,,1 (e16.6) *vread,aceZ(1,0),ACETT,,,1 (e17.6) ACEZ(0,1)=1 *end /input,ff !地震波时程记录分成了3个文件,每个文件是一列。分别记录x,y,z方向的加速度。Accett是时间记录。 这样就可以把加速度记录读取到ansys数据库中作为数组。 也可以把加速度记录作成一个文件,这样程序就简单多了。 下面是计算部分语句: /SOLU ANTYPE,trans !求解其自己选了 TM_START=0.01 TM_END=15.00 TM_INCR=0.01 *DO,TM,TM_START,TM_END,TM_INCR TIME,tm

第五章 小波变换基本原理

第五章 小波变换基本原理 问题 ①小波变换如何实现时频分析?其频率轴刻度如何标定? —尺度 ②小波发展史 ③小波变换与短时傅里叶变换比较 a .适用领域不同 b.STFT 任意窗函数 WT (要容许性条件) ④小波相关概念,数值实现算法 多分辨率分析(哈尔小波为例) Daubechies 正交小波构造 MRA 的滤波器实现 ⑤小波的历史地位仍不如FT ,并不是万能的 5.1 连续小波变换 一.CWT 与时频分析 1.概念:? +∞ ∞ --ψ= dt a b t t S a b a CWT )( *)(1),( 2.小波变换与STFT 用于时频分析的区别 小波 构造? 1910 Harr 小波 80年代初兴起 Meyer —小波解析形式 80年代末 Mallat 多分辨率分析—WT 无须尺度和小波函数—滤波器组实现 90年代初 Daubechies 正交小波变换 90年代中后期 Sweblews 第二代小波变换

3.WT 与STFT 对比举例(Fig 5–6, Fig 5–7) 二.WT 几个注意的问题 1.WT 与)(t ψ选择有关 — 应用信号分析还是信号复原 2.母小波)(t ψ必须满足容许性条件 ∞<ψ=? ∞ +∞ -ψdw w w C 2 )( ①隐含要求 )(,0)0(t ψ=ψ即具有带通特性 ②利用ψC 可推出反变换表达式 ??+∞∞-+∞ ∞-ψ -ψ= dadb a b t b a CWT a C t S )(),(11 )(2 3.CWT 高度冗余(与CSTFT 相似) 4.二进小波变换(对平移量b 和尺度进行离散化) )2(2)()(1 )(2 ,22,,n t t a b t a t n b a m m n m b a m m -ψ=ψ?-ψ= ??==--ψ dt t t S n CWT d n m m m n m )(*)()2,2(,,?+∞ ∞ ---ψ=?= 5.小波变换具有时移不变性 ) ,()() ,()(00b b a C W T b t S b a C W T t S -?-? 6.用小波重构信号 ∑ ∑∑∑+∞ -∞=+∞-∞ =+∞ -∞=+∞ -∞ =ψψ= m n m n n m n m n m n m t d t d t S )(?)(?)(,,,,正交小波 中心问题:如何构建对偶框架{} n m ,?ψ

结构抗震设计时程分地震波的选择

(1)设计用地震记录的选择和调整 用规范的确定性方法和地震危险性分析方法所确定的设计地震动参数,是选择天然地震加速度记录的依据。 (一)实际地震记录的选择方法 选择地震记录应考虑地震动三要素,即强度(峰值)、频谱和持续时间。对某一建筑的抗震设计,最好是选用该建筑所在场地曾经记录 到的地震加速度时间过程。但是,这种机会极少。为此,人们只能从现有的国内外常用的地震记录中去选择,尽可能挑选那些在震级、震中距和场地条件等方面都比较接近设计地震动参数的记录。他的文章给出了相应的地震数据的记录目录。 (二)实际地震记录的调整 1.强度调整。将地震记录的加速度值按适当的比例放大或缩小,使其峰值加速度等于事先所确定的设计地震加速度峰值。即令 其中a(为记录的加速度值为调整后的加速度值;A众为设计地震加速度峰值;。为记录的加速度峰值。这种调整只是针对原记录的强度进行的,基本上保留了实际地震记录的特征。也就是所说的(强度修正。将地震波的加速度峰值及所有的离散点都按比例放大或缩小以满足场地的烈度要求)

2.频率调整考虑到场地条件对地震地面运动的影响,原则上所选择的实际地震记录的富氏谱或功率谱的卓越周期乃至形状,应尽量与场地土相应的谱的特性一致。如果不一致,可以调整实际地震记录的时间步长,即将记录的时间轴“拉长”或“缩短”,以改变其卓越周期而加速度值不变也可以用数字滤波的方法滤去某些频率成分,改变谱的形状。另外,为了在计算中得到结构的最大反应,也可以根据建筑结构基本自振周期,调整实际地震记录的卓越周期,使二者接近。这种调整的结果,改变了实际地震记录的频率结构,从物理意义上分析是不合理的。 另外,在测定场地土和建筑结构的卓越周期时,运用不同的测试仪器和测试技术,往往得到不同的结果。即使是对同一个测试结果,在频谱上确定卓越周期时,不同的分析方法也会导致不同的结果。有的选取谱的第一个峰值所对应的周期作为卓越周期,有的选最大峰值时的,也有的取某一段周期等,很不一致。对如何确定地震加速度记录的卓越周期,也是各行其是,有的利用加速度反应谱,有的用伪速度谱,有的用富氏谱,结果当然是不一样的。上述各种作法在工程中引起了一些混乱。 王亚勇认为,用脉动测试方法测定场地土和结构的卓越周期及自振周期时,应采用速度摆型或加速度摆型的地震仪测定地运动和结构振动,然后计算其富氏谱或功率谱,以谱的最大峰值所对应的周期作为卓越周期和自振周期比较合适。反应而相应地根据记录的位移谱或速度谱。 这也就是所谓的滤波修正。可按要求设计滤波器,对地震波进行时域或频域的滤波修正。这样修正的地震资料不仅卓越周期满足要求,功率谱的形状和面积也可控制。卓越周期修正。将地震波的离散步长按人为比例改变,

ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例

ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例(在原反应谱模型上 修改) 问题描述: 悬臂柱高12m,工字型截面(图1),密度7800kg/m3,EX=2、1e11Pa,泊松比0、3,所有振型的阻尼比为2%,在3m高处有一集中质量160kg,在6m、9m、12m处分别有120kg的集中质量。反应谱按7度多遇地震,取地震影响系数为0、08,第一组,III类场地,卓越周期Tg=0、45s。 图1 计算对象 第一部分:反应谱法 几点说明: λ本例建模过程使用CAE; λ添加反应谱必须在inp中加关键词实现,CAE不支持反应谱; λ *Spectrum不可以在keyword editor中添加,keyword editor不支持此关键词读入。 λ ABAQUS的反应谱法计算过程以及后处理要比ANSYS方便的多。 操作过程为: (1)打开ABAQUS/CAE,点击create model database。

(2)进入Part模块,点击create part,命名为column,3D、deformation、wire。continue (3) Create lines,在 分别输入0,0回车;0,3回车;0,6回车;0,9回车;0,12回车。

(4)进入property模块,create material,name:steel,general-->>density,mass density:7800 mechanical-->>elasticity-->>elastic,young‘s modulus:2、1e11,poisson’s ratio:0、3、

小波变换的直观解释

小波变换的若干直观解释 唐常杰 川大计算机学院 说明: 1假定听者已经听说过或阅读过小波,但觉得缺乏直观感觉,本PPT的直观解释仅仅为了辅助理解,不能取代严格的描述和证明 2仅仅是讲稿草案,还不成熟,待修改

小波简史(与石油勘探中人工地震技术相关) n由法国石油信号处理的工程师J.Morlet在1974提出 n通过物理直观和信号处理实际需要的建立反演公式,未得认可。 n1807年法国的热学工程师J.B.J.Fourier提出任一函数都能展开成三角函数的无穷级数的创新概念未能得到著名数学家 https://www.sodocs.net/doc/db16395250.html,grange,https://www.sodocs.net/doc/db16395250.html,place以及A.M.Legendre的认可 n七十年代,A.Calderon表示定理的发现、Hardy空间的原子分解和无条件基的深入研究为小波变换的诞生做了理论上的准备 n J.O.Stromberg还构造了历史上非常类似于现在的小波基;1986年

小波简史 n比利时女数学家I.Daubechies撰写的《小波十讲(Ten Lectures on Wavelets)》推动小波普及 n它与Fourier变换、窗口Fourier变换(Gabor变换)相比,这是一个时间和频率的局域变换, n通过伸缩和平移等运算功能对函数或信号进行多尺度细化分析(MultiscaleAnalysis), n解决了Fourier变换不能解决的许多困难问题 n被誉为“数学显微镜”

小波特点与应用 n压缩比高,速度快 n压缩后能保持信号与图象的特征不变 n传递中可以抗干扰。 n基于小波分析的压缩方法:小波包最好基方法,小波域纹理模型方法,小波变换零树压缩,小波变换向量压缩等。n小波在信号分析中的应用 n边界的处理与滤波、时频分析、信噪分离与提取弱信号、求分形指数、信号的识别与诊断以及多尺度边缘检测。n工程应用。 n包括计算机视觉、计算机图形学、曲线设计、湍流、远程宇宙的研究与生物医学

小波分析入门_本人总结_

给我们一个信号时,我们从时域中观察这个信号时,我们得到的信息是信号的持续的时间,随着时间的变化,信号的幅度起起伏伏。如果我们更进一步,就是起伏速度较快的部分对应着信号中高频部分。变换缓慢的部分对应着代表信号中的频率低频部分。我们也可以估算信号中直流分量的大小。当然这都是我们直观的理解。这种单纯的从时域中的信号的波形得到的信息是不全面的。有的时候我们想要知道我们的信号中含有那些频率成分,相应频率的强度,相位。这就是从从频域的角度来看待我们的信号。这就需要一个数学变换的工具,将我们的信号变换到频域。这个强大的数学工具就是傅里叶变换,变换后我们希望我们还可以回到时域中,也就是我们的变换是可可逆的,事实上,傅里叶变换就有这个信息不损失的性质。如今傅里叶变换已经成为一个体系。一切来自于数学中的分解思想,在这里我们选择一组正交基。对我们信号函数的分解就像是对空间中某一一向量分解到三个坐标系一样,只不过函数的坐标是傅里叶系数而已。这样,我们经过傅里叶变换就可以知道我们的信号中含有的频率成分。但是这里有一个隐含的假设,或者说是傅里叶变换的致命弱点,那就是他潜在的假设了我们的信号是平稳信号。何为平稳信号?所谓的平稳信号就是信号的各种频率成分在信号的全部持续时间中都存在。举个例子,假如我们对一个持续时间在[0,100s]的平稳信号做傅里叶变换,得出信号中有59HZ,那么就说明,对该平稳信号,59HZ从0开始,在这100s中的任何一个时刻都存在。 可是,当我们的信号不是平稳信号时,例如59HZ产生50s 处,强度和上一个信号的完全相同,其他频率也完全相同,如果我们对这一个信号做傅里叶变换,由于傅里叶变换的积分域是从负无穷到正无穷,所以不幸的是,我们得到了和上一信号完全一样的结果,我们无法再从频域回到时域了。也就是FT并没有告诉我们非平稳信号的各种频率分别出现在那个时间段上。 事实上,在现实生活中,非平稳信号和平稳信号交织在一起的。例如 心电图(ECG)、脑电图(EEG)和肌电图(EMG)。所以知道哪些频率出现在何种时间段的需求是那么的紧迫。换句话说,就是我们想要同时知道信号的时间信息和频率信息。解决方案就是FT的改进版:STFT(短时傅里叶变换)。 小波变换: 小波(wavelet)的意思是:a small wave。FT中,我们选用的是exp(jwt)函数作为我们变换空间的一组标准正交基,exp(jwt)函数在时间轴上一直存在,从-∞到+∞上均存在的信号,不会衰减,而我们在小波变换中选用的小波不仅持续时间是有限的,即只在某一个时间段内存在,而且小波的频率也是有限的,即超过一定的频率之外,该频率的强度(幅度)会逐渐衰减到0。小波变换较之于傅里叶变换的优点可以归结为如下方面:1)使得信号的存储较之于傅里叶变换后再去存储更加的有效,也就是更易于压缩,进而传输图像。2)方便了对信号的分析,因为能够更好地去近似现实中的信号(non stationary signal)。3)当信号函数中有不连续的点的时候,如果用FT得到信号的近似,会有吉布斯现象(虽然在功率上会很好的近似,但是在不连续点附近却有一个固定的误差,无法进一步减小),比之于FT的这个缺点,我们的小波变换能够更好的对数据中的不连续点进行近似。

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