恭喜湖南大学;湖南省交通科学研究院有限公司孔烜获国家专利权
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龙图腾网恭喜湖南大学;湖南省交通科学研究院有限公司申请的专利基于自适应物理基网络的结构动力响应计算方法和系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119416671B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510022928.8,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权基于自适应物理基网络的结构动力响应计算方法和系统是由孔烜;刘进;王宇;李金钊;邓露;戴剑军设计研发完成,并于2025-01-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于自适应物理基网络的结构动力响应计算方法和系统在说明书摘要公布了:本申请涉及一种基于自适应物理基网络的结构动力响应计算方法和系统。该方法包括:确定对结构动力响应贡献最大的前n阶模态;基于振型分解法,对表征结构动力响应互相耦合的m个微分方程,解耦为前n阶模态对应的独立的方程;根据前n阶模态对应的独立的方程,以各阶模态坐标下的标量参数表征不同载荷条件下的载荷特征;将时间输入对应的n阶模态的自适应物理基网络,预测结构在模态空间中单位荷载下前n阶模态的响应分量;将模态响应分量与表征荷载特征的标量参数相乘得到实际荷载情况下的模态响应分量;将模态空间中的模态响应分量转换为物理空间中的动力响应。其解决了基于PINN的网络框架多自由度结构动力响应难以求解和荷载工况难以泛化的问题。
本发明授权基于自适应物理基网络的结构动力响应计算方法和系统在权利要求书中公布了:1.一种基于自适应物理基网络的结构动力响应计算方法,其特征在于,包括:确定对结构动力响应贡献最大的前n阶模态;基于振型分解法,对表征结构动力响应互相耦合的m个微分方程,解耦为前n阶模态对应的独立的方程;根据所述前n阶模态对应的独立的方程,得到每一个模态响应的放大系数U,所述放大系数用于表示不同载荷条件下的载荷特征在各阶模态坐标下的标量参数; ; 其中,为物理空间中施加的荷载,为第i阶模态下的振型向量中第j自由度的相对位移,表示第i阶模态下的广义质量,所述载荷特征中包含了与荷载位置、方向、大小相关的信息;将时间输入对应的n阶模态的自适应物理信息径向基网络,预测结构在模态空间中单位荷载下前n阶模态的响应分量;将模态响应分量与表征荷载特征的标量参数相乘得到实际荷载情况下的模态响应分量;将模态空间中的模态响应分量转换为物理空间中的动力响应;其中,对于前n模态,每阶模态都对应搭建一个自适应物理信息径向基网络;根据n个模态对应的微分方程特性及需求,选择合适的小波基函数,构造所述自适应物理信息径向基网络的神经元激活函数,其中一维小波基函数可表示为: 其中,为小波函数,b为时移因子,a为尺度因子,t为时间;根据待求解微分方程的计算域设置合适的径向基网络隐藏层的宽度,之后构造自适应物理信息径向基网络的神经元中心参数,解耦计算域内各神经元;将参数设置为冻结部分与可训练部分,其中, 式中,代表第个神经元,为自适应神经元中心参数,用于控制神经元中心的可训练范围,该参数根据计算域的大小以及径向基网络神经元的数量进行设置,ci为可训练参数,随训练进程而优化;其中,参数冻结部分用于控制各神经元局部影响区域,参数可训练部分用于搜寻与待求解微分方程相对应的最合适的神经元中心分布。
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