元包自动机Cellular Automata)这里就不介绍了,可以在我的其他博文中了解到,有兴趣的朋友也可以去百度一切。这里利用元包自动机进行森林火灾蔓延模拟,当然这肯定不是基于物理的模拟了。最简单的基于元包自动机的森林火灾模型(Cellular Automata Forest Fire Model)大家可以在这个网站 Cellular Automata Forest Fire Model 了解到,作者用Java写了小程序进行模拟。

森林火灾模型介绍(The rules of Cellular Automata Forest Fire Model

  • 燃烧的树(红色格子)会在下一步变成空地(白色格子)。A burning tree (red cell) becomes an empty site (white cell)
  • 如果一颗非燃烧的树(绿色格子)周围有树燃烧,那么它会在下一步变成燃烧的树(白色格子)。A tree (green cell) becomes a burning tree (white cell) if at least one of its nearest neighbors is burning.
  • 一片空地(白色格子)以概率 pGrowth 变成树木(绿色格子)。At an empty site (brown cell), a tree grows with probability pGrowth .
  • 如果非燃烧的树(绿色格子)周围不存在树燃烧,那么它将以 pLightening 的概率遭受雷击( lightening strike)并变成一颗燃烧的树(红色格子)。A tree without a burning nearest neighbor becomes a burning tree with probability pLightening (e.g. lightening strike).

根据以上规则,编写小程序(Following the above principle, we can programme the Cellular Automata Forest Fire Model

CAFire_Begin

CAFire_1

CAFire_2

CAFire_3

CAFire_4
说明 Help

  • pGrowth = 0.02 ;  pLightening = 0.00006;
  • 鼠标/空格键 停止或者开始。(Press SPACE BAR / Click Mouse to pause or to begin.)
  • 键盘”R”键 重新随机生成生命。(Press R to randomly reset the state of all the cells.)
  • 红色表示新增加的生命。(Red Cell means the cell is born.)

参考(Reference):

下载(Download

PS.

  • 可以发现,在一开始,树木(绿色)疯狂的生长。过一段时间后,由于雷电的打击,导致火灾发生。火灾会迅速蔓延,并将树木成群燃烧掉。火灾过后,新的树木又会生长出来。(At the start of this model, you will see trees growing uncontrollably. After a while, lightening strikes will start fires. The fires will spread, destroying trees in big swaths. Behind the fires, new trees will grow up again.)

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  • Kent & Park和修正Kent & Park 混凝土模型 ( Kent & Park vs Modified Kent & Park Concrete Model )

Kent & Park混凝土应力应变模型由Kent和Park[1]于1971年提出,该模型既可以考虑约束混凝土又可以考虑非约束混凝土。但对于约束混凝土,该模型仅考虑箍筋对混凝土的延性提高作用,并不考虑箍筋对混凝土强度的提高作用。因此,Scott、ParkPriestley[2]于1982发表的文章中又对改模型进行了修正,通过引入强化系数K,同时考虑了箍筋对混凝土的延性和强度的提高作用,这一模型被称为修正的Kent & Park模型。由于Kent & Park类模型的简单而不失精度的特性,使得模型应用十分广泛。OpenSees中的Concrete 01Concrete 02单轴混凝土材料受压部分的骨架曲线就是基于Kent & Park类模型。

  • Kent & Park混凝土模型( Kent & Park Concrete Model)

Kent Park

KentPark-Equation

 

  • 修正Kent & Park混凝土模型( Modified Kent & Park Concrete Model)

Modified Kent Park

Modified-Kent-Park-Equation

 

  • 整理成Excel (Convert to Excel Document)

KentParkExcel

  •  实例 (Example)

KentPark-Example

  • 结果(Results)

KentPark-Results

  • 文档下载(Document Download

Download : Modified Kent & Park Concrete Model 资料整理 (Under Construction)

  • 相关博文(Related Posts

[1]  Mander Confined Concrete Model 资料整理

[2]  Mander Confined Concrete Model – Confined Strength Ratio [Mander混凝土本构约束强化系数]


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  • 注释 ( Comments )

整理了Modified Kent & Park Concrete Model 约束混凝土本构模型的参数计算方法,编制了相应的Excel表格,希望对大家有用。如有错误或遗漏,欢迎大家批评指正。

  ( 邮箱:jidong_cui@163.com . 如果你喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧! :-)   :-)   :-)

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趁着闲暇的时间,将以前学过的一些知识整理成文档,一方面可以巩固自己的知识,另一方面也希望这些资料能够帮助别人。今天这篇文档主要介绍 PERFORM-3D中低周往复试验模拟的两种方法(A discussion of two methods of conducting low-frequency cyclic test modeling in PERFORM-3D。文档由我和我的小伙伴——沈雪龙XueLong Shen,华南理工大学建筑设计研究院工程师)一起整理。

文档作者(Author):

崔济东(JiDong Cui), 沈雪龙(XueLong Shen)

文档摘要(Abstract):

PERFORM-3D中不存在具体针对构件低周往复位移加载的工况,然而我们在试验或者参数校准的过程中通常需要进行低周往复试验的数值模拟并与试验结果进行对比。本文介绍了在PEROFRM-3D中可以实现构件的低周往复试验模拟的两种方法:一种是基于Push-Over工况的方法,一种是基于Dynamic Force工况的方法。并以PEER柱子数据库(http://nisee.berkeley.edu/spd/)中的一根柱子(SPD-28)的低周期往复试验为参考,采用两种方法在PERFORM-3D中实现该柱子的低周往复试验模拟,并对两种分析方法的优缺点进行探讨。

文档截图(Screenshots):

P3DCyclic-1

P3DCyclic-2

P3DCyclic-3

P3DCyclic-4

P3DCyclic-5

P3DCyclic-6

文档下载(Download):

Download : PERFORM-3D中低周往复试验模拟的两种方法 (Under Construction

PS.  

  • 希望后续可以有闲暇时间陆续整理了一些学习资料上来与大家分享
  • 如有错误,希望大家批评指正。 8-) 8-)  我的邮箱: jidong_cui@163.com

最近在微信上有一个很火的小游戏——Core Ball(核心球,又名见缝插针游戏。游戏有很多个不同的版本,不同人编写。游戏玩法很加单,就是一个轮盘不断的转,轮盘上插满了球,然后点击鼠标,发射球(针头)到轮盘上,每一个关卡需要发射不同数量的球,发射完则通关。但发射出去的球不能和轮盘上已有的球发生碰撞,碰撞则重新玩该关卡。游戏玩点:寻找合适的时机发射球,考验你的耐性,考验你是否眼疾手快。

趁着休息时间,我也来编写一个:CJD Core Ball。来到工作室,迫不及待地给同门玩了一下,前面几关大家玩得好开心,完到第10关大家就发疯了,几乎要砸电脑。废话少说,小伙伴们也来试玩一下吧! :-P  :lol:

游戏界面(Game Interface):

CoreBall-1

CoreBall-2

CoreBall-3

游戏说明 (Game Help):

  • 鼠标点击 发射球。(Click you mouse to fire.)
  • 空格键  暂停或者继续。(Press SPACE BAR to pause or continue.)
  • 键盘”R“键 重新从第一个关卡开始。(Press R to restart rome Level 1.)

游戏下载 (Game Download):

Download : CJD Core Ball


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生命游戏其实是一个零玩家游戏(百度百科),这个小游戏是一个简单的二维元包自动机(Cellular Automaton),1970年由英国的数学家 John Horton Conway 提出,关于生命游戏的介绍参考 Wikipedia 的 Conway’s Game of Life

游戏中生命的演化规则(The Law of Life Evolution)

  • 如果原先为活的细胞,其周围活的细胞总数少于2个,则该细胞死去。(Any live cell with fewer than two live neighbours dies, as if caused by under-population).
  • 如果原先为活的细胞,其周围活的细胞总数为2个或者3个,则该细胞保持生命。(Any live cell with two or three live neighbours lives on to the next generation).
  • 如果原先为活的细胞,其周围活的细胞总数大于3个,则该细胞将死去。(Any live cell with more than three live neighbours dies, as if by overcrowding).
  • 如果原先为死的细胞,其周围活的细胞总数刚好为3个,则该细胞将重新获得生命。(Any dead cell with exactly three live neighbours becomes a live cell, as if by reproduction).

简单来说就是太拥挤会死,太寂寞会死,给你点阳光你就灿烂!

依据以上规则,编制小游戏,其中初始生命体密度设置为0.1 (Density of Initial Life were 0.1 )



游戏说明(Game Help)

  • 鼠标/空格键 停止或者开始。(Press SPACE BAR / Click Mouse to pause or to begin.)
  • 键盘”R”键 重新随机生成生命。(Press R to randomly reset the state of all the cells.)
  • 红色表示新增加的生命。(Red Cell means the cell is born.)

PS.
很有趣的是,从一开始杂乱无章的状态,经过一段时间后,细胞会达到一种稳定平衡状态。


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继上一篇博文《Sierpinski Triangle by 1D Cellular Automata [1D元包自动机实现Sierpinski三角形]》提到的1维初等元包自动机,以下将几个典型规则的元包自动机实现。

Rule18:

R18

Rule30:

R30

Rule50:

R50

Rule90:

R90

Rule110:

R110

Rule190:

R190

Rule222:

R222

Rule254:

R254

基于1D元包自动机实现Sierpinski三角形,分形(Fractal)的一种。

1D元包初始状态(Initial State of Cellls):

所有元包初始状态为0,中间元包状态1,如下图所示。
IDCA-InitialState

这种元包也称标准Wolfram模型。没错!就是开发Mathematica的那个天才– Stephen Wolfram

元包演化规则(Evolution Rule of Cells):

1DCA-rule

如上图,这种演化规则称为Rule 90。因为90表示为二进制就是:01011010。

计算机实现(Programe the 1D  Celluar Automata):

将所有演化过程的状态从顶到底堆起来,就成了漂亮的Sierpinski三角形。

Stack all the generations of 1D CA  ,with each new generation appearing below the previous , we can get the  beautiful Sierpinski Triangle.

Rule90

PS.

      数学真美。

著名的几何概率问题——蒲丰投针问题Buffon’s Needle problem),最初由数学家Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon于18世纪提出。问题可表述为:假定长度为L的的针,随机投到画满间距为T的平行线的纸上,求针和平行线相交的概率。同时有趣的是,该概率值和圆周率(PI)有关系,因此,我们可以利用投针试验来计算圆周率(PI)的值。实际上,这个试验更有价值的地方在于:我们可以设计一个试验,它的概率与我们感兴趣的一个变量有关,然后通过大量试验来估算这个量,这其实就是目前使用得十分广泛的蒙塔卡罗法(Monte Carlo method)的主要思想。

接下来我们用计算机来模拟这个投针过程,并估算圆周率(PI)的值。假设针的长度为L,平行线的长度为L,针的中点可以在0~L中随机出现,投针角度为0~PI随机值,则圆周率(PI)的值则为可以通过公式:(2*Total drops/Num of Hits)来估算。Total Drops为投针数量。Num of Hits为针与平行线相交的次数。

投针次数10的模拟实验:



投针次数100的模拟实验:

投针次数10000的模拟实验:


PS.
(1) 随着投针数量的增加,圆周率(PI)值趋向于精确值。
(2) 点击图片可以重新进行试验!体验一下!


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终于可以稍微静下来几天了,前一排一直都在实验室做试验,短短半个来月连续做了9个柱子的低周往复试验,实在是累趴了。做试验真心是一个十分辛苦的事情,因为绝对不是简单地浇筑完试件就去推完那么简单,期间遇到的各种奇奇怪怪的问题都需要自己想办法解决。作为师兄的我,自然压力很大,然而庆幸的是“构件组”的师弟妹们十分团结和互助,大家分工合作,一步步将问题解决。从梁试验到现在柱子试验,我们遇到了大大小小的各种困难,同时我们也努力去克服这些困难,为这份难得的经历而感动 。 8-) 8-) 。其中,龚涣钧师弟认真负责的态度十分值得肯定 :-P 8-) ,虽然这些试验是他论文的一部分。

接下来还有两个未做完的柱子和一批剪力墙试件需要进行试验,困难还会有很多,相信经过大家的团结努力,苦难一定会被克服。

其实,生活就是这样子,很多时候事情不管你计划得如何周密,它也不一定会按照你的计划进行。我们需要做的是积极去面对它、积极地去解决其中的问题、真切地去经历和感受这个过程,这样你得生活才有厚度。因为生活不是一个点,生活是一个过程。

由于师弟(LEE)毕业论文的需要,这几天趁着闲暇的时间,帮师弟写了个关于ABAQUS的数据处理软件。这一次,决定尝试点新意,做了个酷炫的界面,还是很激动的。(PS. 每次打开这个软件,我都感觉自己不是在做论文,而是在打游戏,在干大project!!)

ABP-1

ABP-2

ABP-3

ABP-4

生活很需要变化,一层不变总是最容易的,但是一层不变的东西也是最无趣的;新东西是最有趣的,然而很多时候我们却因为自己的懒惰将新东西杜绝了。我们要勇于而且敢于尝试新东西,杜绝懒惰,因为只有新东西和新思想才能使人类不断进步和不断发展。

PS. 能够有能力去帮助到别人是一件很开心的事情。继续加油! 8-)

 

分享一个小程序。  A small program to share with you.

  • 程序图标 ( Program Icon ):

           

  • 程序介绍 ( Program Introduction):

针对PERFORM-3D软件的工字形梁纤维截面剖分小工具。程序通过导入文本参数(.csv),直接生成纤维截面的参数,并导出PERFORM-3D需要的二进制文件(.PF3CMP)。然后通过PERFORM-3D导入.PF3CMP文件完成繁琐的纤维截面输入工作,节省你的时间。

This program is used for the data input of the “Inelastic Fiber Beam Section” in PERFORM-3D. Through the import of section properties in text format (.csv), the program can generate the fiber section properties automatically. And then, the program export the binary data input file (.PF3CMP) for “Inelastic Fiber Beam Section” which PERFORM-3D can then read to complete the fiber section definition. This program will definitely save you time on the input of the structural fibers. 

  • 程序界面 ( Program Interface )

RCRECTFiberIBeam

RCRECTFiberIBeam-2

RCRECTFiberIBeam-About

  • 程序说明 ( Program Help ):

 程序的使用步骤:

(1)填写纤维截面文本参数。

(2)导入参数文本文件,检查纤维截面数据。

(3)导出纤维截面二进制文件。

(4)打开PERFORM-3D,导入二进制文件,完成纤维截面定义。

The overall steps are as follows.

(1) Prepare section properties in text format.

(2) Import the text file and check the fiber section properties generated by the program.

(3) Export the binary data input file (.PF3CMP) for “Inelastic Fiber Beam Section”.

(4) Open PERFORM-3D and import the binary data input file to complete the definition of the fiber section properties .

  • 程序下载 ( Program Download ):

  (非免费软件,暂不提供下载)

  • 注释 ( Comments ):

  ( 如果你发现软件有bug或者软件使用有问题,请联系我!邮箱:jidong_cui@163.com)

  ( If  you have found any bug in the program or have any problem when using the program, please don’t hesitate to contact me directly.  Email : jidong_cui@163.com)

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