基于特征灵敏度优化的弧形闸门动力分析模型

摘要

针对传统弧形闸门有限元模拟结果与实测数值存在误差,影响其动力特性及减振控制分析的问题,基于特征灵敏度优化的MATLAB-MSC.Patran/Nastran联合仿真,提出一种弧形闸门动力分析模型快速建模方法.主要思路是从传统静力有限元模型离散单元中,提取集中质量矩阵,以弧形闸门几何特征及动力特性为约束条件,通过软件联合调用实现质量重分布,以此得到相应的动力有限元模型.本文首先利用摄动法建立弧形闸门主框架目标模型,通过特征灵敏度优化方法迭代逼近,证明了该方法的有效性,其次通过与现有参数优化方法对比,说明了本文方法在保证最小改变量的情况下,能够获取更为精确的有限元动力分析模型.在此基础上根据弧形闸门完全水弹性模型实测数据建立了相应的有限元动力模型,实例计算表明该方法只需较少的迭代步骤就可以实现精确建模.