第五章 离散化设计方法
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离散化方法离散化方法是一种将连续数据转化为离散数据的方法,它在数据处理和分析中有着广泛的应用。
离散化方法可以将连续的数据转化为离散的数据,从而使得数据更加易于处理和分析。
在实际应用中,离散化方法可以用于数据挖掘、机器学习、统计分析等领域。
离散化方法的基本思想是将连续的数据按照一定的规则进行分组,将每个分组看作一个离散的数据点。
这样,原本连续的数据就被转化为了离散的数据。
离散化方法的具体实现方式有很多种,常见的方法包括等宽离散化、等频离散化、聚类离散化等。
等宽离散化是将数据按照一定的宽度进行分组,每个分组的宽度相等。
例如,将一组数据按照区间宽度为10进行分组,数据范围在0到100之间,那么就可以将数据分为10个组,每个组的区间为0-10、10-20、20-30……90-100。
等宽离散化的优点是简单易懂,缺点是可能会导致某些分组中数据过于集中,而其他分组中数据过于分散。
等频离散化是将数据按照一定的频率进行分组,每个分组中包含相同数量的数据。
例如,将一组数据按照频率为10进行分组,数据范围在0到100之间,那么就可以将数据分为10个组,每个组中包含10个数据。
等频离散化的优点是可以避免某些分组中数据过于集中的问题,缺点是可能会导致某些分组中数据过于分散,而其他分组中数据过于集中。
聚类离散化是将数据按照一定的聚类算法进行分组,每个分组中包含相似的数据。
例如,可以使用K-means算法将一组数据分为若干个簇,每个簇中包含相似的数据。
聚类离散化的优点是可以更加准确地将数据分组,缺点是算法复杂度较高,需要进行参数调整。
离散化方法是一种将连续数据转化为离散数据的方法,它在数据处理和分析中有着广泛的应用。
离散化方法可以用于数据挖掘、机器学习、统计分析等领域,可以帮助我们更好地理解和分析数据。
1.离散化方法(1). 集中质量法把结构的分布质量按一定的规则集中到结构的某个或某些位置上,成为一系列离散的质点或质量块 。
▪ 适用于大部分质量集中在若干离散点上的结构。
▪ 例如:房屋结构一般简化为层间剪切模型。
(2). 广义坐标法假定具有分布质量的结构在振动时的位移曲线可用一系列规定的位移曲线的和来表示:▪ 适用于质量分布比较均匀,形状规则且边界条件易于处理的结构。
▪ 例如:右图简支梁的变形可以用三角函数的线性组合来表示。
假定具有分布质量的结构在振动时的位移曲线为 y (x ,t ),可用一系列位移函数 的线性组合来表示:则组合系数A k (t )称为体系的广义坐标。
▪ 广义坐标表示相应位移函数的幅值,是随时间变化的函数。
▪ 广义坐标确定后,可由给定的位移函数确定结构振动的位移曲线。
▪ 以广义坐标作为自由度,将无限自由度体系转化为有限个自由度。
▪所采用的广义坐标数代表了所考虑的自由度数。
(3). 有限单元法—— 将有限元法的思想用于解决结构的动力计算问题。
▪ 先把结构划分成适当(任意)数量的单元;▪ 对每个单元施行广义坐标法,通常取单元的节点位移作为广义坐标; ▪ 对每个广义坐标取相应的位移函数 (插值函数);▪ 由此提供了一种有效的、标准 化的、用一系列离散坐标表示无限自由度的结构体系。
▪ 对分布质量的实际结构,体系的自由度数为单元节点可发生的独立位移未知量的总个数。
▪ 综合了集中质量法和广义坐标法的某些特点,是最灵活有效的离散化方法,它提供了既方便又可靠的理想化模型,并特别适合于用电子计算机进行分析,是目前最为流行的方法。
▪ 已有不少专用的或通用的程序(如SAP ,ANSYS 等)供结构分析之用。
包括静力、动力 和稳定分析。
)(x k φ∑=φ=n k k k x t A t x y 1)()(),(l x n b x n n πsin )(∑∞==1ν2.运动方程的建立定义:在结构动力分析中,描述体系质量运动规律的数学方程,称为体系的运动微分方程,简称运动方程。