• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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黄阳, 罗定坤, 陈素文. 基于物理信息及数据融合驱动的复杂街区爆炸荷载快速计算方法[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0238
引用本文: 黄阳, 罗定坤, 陈素文. 基于物理信息及数据融合驱动的复杂街区爆炸荷载快速计算方法[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0238
HUANG Yang, LUO Dingkun, CHEN Suwen. A physics-information and data fusion-driven method for rapid prediction of blast loads in complex urban environments[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0238
Citation: HUANG Yang, LUO Dingkun, CHEN Suwen. A physics-information and data fusion-driven method for rapid prediction of blast loads in complex urban environments[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0238

基于物理信息及数据融合驱动的复杂街区爆炸荷载快速计算方法

doi: 10.11883/bzycj-2025-0238
基金项目: 国家自然科学基金(51678448);学科交叉联合攻关(2023-2-ZD-05);上海市科委“科技创新行动计划”(22dz1202900);

A physics-information and data fusion-driven method for rapid prediction of blast loads in complex urban environments

  • 摘要: 快速准确地评估复杂街区爆炸荷载对实现高效结构抗爆设计及灾后损伤评估具有重要意义,然而传统经验公式、物理模型及数值模拟方法难以兼顾计算效率与预测精度,而现有深度学习爆炸荷载预测模型尚难以用于复杂街区场景。为实现复杂街区爆炸荷载快速准确计算,提出了一种物理信息与数据融合驱动的复杂街区爆炸荷载预测方法,其基本思想是“空间分区、逐步推理”策略,分别针对“起爆街道”和“非起爆街道”构建快速网络预测模型,并通过各街道间的边界压力协同工作。两种网络预测模型通过分别引入镜像爆源方法和信号距离场、能量密度因子融合流场关键物理特征,并分别采用3D-UNet网络、2D-UNet联合3D-UNet组成的级联网络作为架构。基于验证后的数值模拟方法生成了两种网络的目标数据,并开展了对应模型训练。模型预测性能的评估结果表明:该方法能够准确预测复杂街区压力场的时空演化过程,在起爆街道和非起爆街道中的流场预测结果较数值模拟结果的相对误差在20%以内,并有效描述了流场中指定位置的压力时程。双网络协同方法的推理耗时约为对应数值模拟方法计算时间的2%,单一时刻流场数据存储代价小于对应D3PLOT文件的0.2%,显著降低了计算与数据存储代价。研究为大型复杂街区爆炸荷载快速评估提供了新方法,可为城市建筑抗爆设计和评估提供高效决策支持。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-08-08
  • 网络出版日期:  2025-10-11

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