[发明专利]一种土木工程中的模拟数据修正方法及系统

说明书

一种土木工程中的模拟数据修正方法及系统，涉及土木工程数据测算技术领域，包括：S1：获取测量对象的几何参数及材料参数，建立测量对象的有限元模型，并划分网格；S2：在所述有限元模型中选取若干测点，分别构造各测点的离散权重函数；S3：在所述有限元模型中施加真实边界条件，计算得到各测点的理想数据；S4：利用各测点的离散权重函数及实测数据修正各测点的理想数据，即可获得测量对象的有限元模型中各节点的修正数据。本发明提供的方法没有迭代计算过程和解方程问题，能够将几个测点的任意物理量类型的数据合理扩展到了整个结构，实现了一种高精度空间插值效果，为科研人员和工程专家提供直接的结构工作状态判别依据。

技术领域

本发明涉及测量数据修正技术领域，尤其涉及一种土木工程中的模拟数据修正方法及系统。

背景技术

土木工程中的结构数据往往难以确定，对数值计算的结果会造成很大的影响,而实验室内对结构数据的测定均存在尺度效应问题，且考虑到经济成本，现场取样的数量往往不多，无法得到整个工程区的真实结构数据，因此有必要采用空间差值的方法来修正实验室模拟数据。

空间插值方法的估计准确性主要取决于是否充分且合理地利用了所有样本信息。通常的空间插值方法仅关注样本的空间分布和数值大小而忽略了其背后的隐藏信息，导致插值精度不足。例如，常规方法在处理变形和温度的样本数据之间没有区别。此外，常见的空间插值方法通常假定一些数学模型来补充空间相关信息，但他们的确定是经验的和模糊的，插值精度难以保证。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种土木工程中的模拟数据修正方法及系统，能够将几个测点的任意物理量类型的数据合理扩展到了整个结构，实现了一种高精度空间插值效果，为科研人员和工程专家提供直接的结构工作状态判别依据。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

根据本发明的第一方面，提供了一种土木工程中的模拟数据修正方法，所述方法包括以下步骤：

S1：获取测量对象的几何参数及材料参数，建立测量对象的有限元模型，并划分网格；

S2：在所述有限元模型中选取若干测点，分别构造各测点的离散权重函数；

S3：在所述有限元模型中施加真实边界条件，计算得到各测点的理想数据；

S4：利用各测点的离散权重函数及实测数据修正各测点的理想数据，即可获得测量对象的有限元模型中各节点的修正数据；

上述步骤S2和S3顺序不固定。

进一步的，所述S2中构造各测点的离散权重函数具体包括：

S21：在所述有限元模型中的测点i处施加单位一的任意物理量类型的载荷，并对其他测点施加相同物理量类型的约束；i为正整数，用于表示测点序号；

S32：通过数值模拟方式得到有限元模型中全部网格节点的所述物理量类型的模拟值，即为测点i的离散权重函数；

S33：重复上述步骤S31～S32，直至获得全部测点的离散权重函数。

进一步的，所述离散权重函数具体为：

N_i＝{u₁,u₂,...,u_n}；

其中，N_i为测点i的离散权重函数；u₁,u₂,...,u_n为有限元模型中第1个节点、第2个节点至第n个节点处的理想数据；n为正整数，取有限元模型中的网格节点总数。

进一步的，所述步骤S4具体包括：