预测开洞砌体墙板破坏模式的细胞自动机方法

发布时间：2020-05-26 20:58

【摘要】：预测砌体墙板破坏模式的细胞自动机方法是离散化的方法，其得到的预测结果可能存在一些缺陷。例如，墙板的某些破坏位置是一个个间断的点，没有连成线状的裂缝；而某些破坏位置连成一片区域。这些情况有悖于砌体墙板破坏的真实过程，降低了预测精度。为了提高预测结果的精度和清晰度，本文提出了两个解决方案： 其一，提出了基于泰勒展开的匹配准则：定义两个墙板数字模式中任意位置的状态值、梯度和海瑟矩阵的差别，将这些差别线性相加得到总差别，总差别最小时两墙板所在区域即为相似区域。用新准则与最小误差匹配准则同时对开洞墙板的破坏模式进行预测，预测结果表明：新准则相比于最小误差匹配准则在预测精度和裂缝的连续性上都有明显的提升。 其二，从噪声的角度探究预测破坏模式中的裂缝不连续现象产生的原因，并提出了两种降噪方法：差别函数的降噪和映射关系的降噪。对于差别函数的降噪，使用反复降噪算法近似代替高斯滤波算法，降低了计算量；对于映射关系的降噪，通过对数学模型进行简化，，建立了细胞位移的双边滤波算法。算例分析表明，使用两种降噪方法得到的预测破坏模式的连续性均有显著提升。 最后，本文探讨了墙板破坏模式预测的细胞自动机方法相关的计算机技术： 其一，初步建立了基于细胞自动机方法预测墙板破坏模式的可视化平台，让用户脱离代码，通过交互界面即可实现对墙板破坏模式的预测。 其二，提出了墙板开裂的简化模型，并实现了对实体墙板开裂过程的数值模拟，进而为细胞自动机算法提供可靠依据。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU364

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本文编号：2682398