摘要

为实现非线性动力系统的非线性气动力辨识和非线性颤振计算,提出了一种基于神经网络方法和运动方程数值求解方法的自编码器模型。以5:1矩形断面为研究对象,通过节段模型自由振动风洞试验,详细测试了系统非线性阻尼的振幅依存性和非线性颤振稳态振幅响应,明确了该断面在不同折算风速下稳态振幅的唯一性;基于试验数据对所提出的自编码器模型进行训练,获取了精准描述与位移和速度相关的非线性气动力Encoder模型,实现了不同动力参数下5:1矩形断面非线性颤振运动时程分析。研究结果表明:本文所提出的自编码器模型能够仅依赖自由振动风洞试验而无需测力或测压试验,即可精确辨识包含高次谐波分量的非线性气动力时程;基于所提出的自编码器模型能够精确复现不同初始条件下断面非线性颤振运动时程和不同折算风速下的稳态振幅响应;本文所提出的方法具有较高的拓展性,可为后续相关研究提供参考。