大跨高墩连续刚构桥动力特性研究

以重庆芙蓉江特大桥为研究对象,应用大型通用有限元程序ANSYS对该桥进行动力特性分析,分别采用空间结构板壳单元shell63与梁单元beam4两种建模方式,分析了其动力特性,对两种模型的数值分析结果进行了比较.结果表明:两种模型的计算结果的差异均在工程允许范围内,两种建模方法都是可行的.在实际工程中可以考虑采用梁单元进行计算,以满足工程实时性要求,节省建模和计算时间,缩短设计周期.     

结合定常CFD技术的当地流活塞理论

结合定常CFD技术和超音速非定常气动力工程计算方法——活塞理论，发展了一种基于超音速、高超音速定常流场求解非定常气动力的当地流活塞理论。适用于超音速、高超音速飞机颤振中的小振幅非定常气动力计算。通过与非定常Euler方程求解结果的比较，发现在马赫数不太高或大迎角的超音速流动中，其精度比原始活塞理论高得多，也能够计算超音速、高超音速下大钝头和考虑机身干扰的复杂外形非定常气动力，扩大了活塞理论的应用范围。与非定常Euler方程或N-S方程的数值求解相比，计算效率很高。     

Cu三晶体中三晶交点应力集中特性的分析

用各向异性有限单元法对Ｃｕ三晶体中的三晶交点在弹性阶段应力集中特性进行了计算分析,与数值解法进行了比较,证明了方法是可行的,计算结果是可信的。     

边界单元法解静电场问题

本文讨论了用边界单元法解静电场的问题。首先用加权余量法把偏微分方程的边值问题变成相应的边界积分方程,然后用有限单元法将积分方程离散,进行数值计算。推导了三维问题的三种单元的矩阵方程。用不同方法计算了一个静电场问题,最后将精确解、有限差分解、有限单元解与边界单元解的结果进行了比较。     

超磁致伸缩薄膜磁-机械特性的弱耦合与强耦合模型的比较研究

随着微机械制造工艺和材料工业的发展,超磁致伸缩薄膜材料的研究与应用成为近年来磁致伸缩应用领域一个新的研究热点．建立超磁致伸缩薄膜的磁一机械特性模型,对于指导器件的设计、仿真具有重要意义．薄膜尺寸非常小,用有限元方法进行单元剖分时会产生严重的网格变形,降低计算精度,这里选用无单元Galerkin方法有效地解决了这一问题．本文对弱耦合模型和强耦合模型进行了分析,对强耦合方法进行了有效的改进,并应用数值计算方法对两种模型进行了比较。     

基于面元网格化的空间目标光学特性计算方法

为实现复杂结构空间目标光学特性的工程化计算,基于计算几何的面元网格化思想,提出了一种空间目标光学特性计算方法.建立了空间目标标准几何结构、面元网格划分、面元遮挡、面元照度计算的数学模型,设计开发了空间目标光学特性计算软件.针对不同的卫星目标,进行了光学特性的计算,并将计算结果分别与解析法计算结果和试验测量结果进行比较分析,结果表明面元网格化的计算精度优于解析方法,且与试验结果相比其计算偏差小于一个视星等,满足工程应用的要求.     

无单元方法中处理强加边界条件的方法研究

无单元法的理论基础是滑动最小二乘法，即是将计算场域离散成若干个点，由滑动最小二乘法来拟合函数，从而摆脱了单元的限制。但无单元法自身特性决定了其在强加边界条件处理方面存在一定困难，通过对无单元方法中强加边界条件的几种处理方法进行比较研究，认为用罚函数法处理强加边界条件是一种比较好的方法。     

复合材料壁板热颤振的有限元分析

壁板颤振是发生在高速飞行器上的一种典型的超音速气动弹性现象。在超音速飞行器的设计中，由于气动加热效应相当剧烈，考虑热效应的壁板颤振问题成为一个不可忽视的气动弹性问题。文中采用von Karman大变形应变一位移关系、气动叻活塞理论以及准定常热应力理论建立了考虑热效应的复合材料壁板颤振的气动弹性力学模型。使用计及壁板横向剪切效应的三结点三角形Mindlin板单元(MIN3单元)推导出考虑热效应的颤振有限元方程，并给出了在频域和时域求解其颤振方程的方法。分别对一个矩形复合材料壁板和梯形复合材料壁板，计算出壁板的颤振边界并分析了温度对壁板颤振边界的影响规律。     

叶轮机中流线曲率法分析和设计计算两类问题的超音速解

本文从扰动在叶轮机流场中传播的分析进一步阐明了两类计算问题常规算法都可以得到M_m<1.0而M_m>1.0的超音速解,并给出了轴流压气机级分析计算问题的跨音速流场计算结果及其与设计计算问题结果的比较。数据表明两种计算结果紧密相符。     

高温超音速喷流噪声场分布特性研究

为了研究高温超音速喷流噪声特性,针对高温超音速喷流流场进行三维非稳态数值模拟,根据其湍流结构确定声源面并通过FW-H方程求解远场某点的声压级分布,分析高温超音速喷流噪声场分布规律以及喷管出口马赫数对喷流噪声场的影响.研究表明,该方法得到的计算结果与试验结果基本吻合,高温超音速喷流噪声具有很强的指向性;在特定工况下声压级峰值高达150 dB以上,喷管出口马赫数从2.5增加到3.0,相同观测点的声压级峰值增高10 dB左右.     

一种与时间步长相关的奇异单元细分法

奇异积分是边界元法求解物理问题的难点之一,其精度对计算结果的准确性有很大影响,单元细分是解决奇异积分的关键.针对动态分析问题,提出了一种与时间步长相关的单元细分法.与传统单元细分法相比,该方法不仅考虑了源点在单元中的位置,同时考虑了波动前沿的位置,能够反映出被积核函数的分段特性,从而能够更加准确地模拟纵波和横波对单元积分的影响.两个算例验证了该方法的准确性及其对计算精度的影响.研究结果表明:对于存在奇异性的第一个分析步,该方法比传统方法的结果误差减小了15. 5%.     

基于预处理方法的流动数值分析

以预处理方法为基础,采用了有限体积法,并将高精度高分辨率迎风格式与隐式时间推进法LU－SGS格式结合,对低速到超音速范围内的流动进行数值分析。为了提高AUSMPW^＋格式的计算精度,采用了三阶MUSCL格式,为了验证本方法对低速到超音速范围内的无粘和粘性流动的数值分析效果,对几个典型算例进行了数值试验。本的数值结果与献计算结果和实验数据基本一致,表明本方法可以有效地对低速到超音速范围内的流动进行数值分析。     

水泥土桩体与地基土体相互作用的递归构式

通过对有限单元法计算结果的分析比较,提出了一种用于水泥土桩体与地基土相互作用的递归构式,递归方程是一个二元一次方程,便于手工计算和实际分析应用.     

FAM格式SIMPLE系列方法数值试验

有限分析法（FAM）是一种单元网格上的精确解与整个计算区域数值解结合的方法。本文使用原始变量Navier-Stokess方程,对后台阶层流流动进行数值模拟,将FAM与Simple系列方法结合,计算结果与实验结果比较,表明FAM的Simple方法最优。     

基于群体特性的建筑物震害预测方法

为了在震害预测工作中能够挖掘大数据下的群体特性并用适当的参数进行表征,首先,定义群体特性参数并提出了震害累计概率数学模型;其次,通过对样本单元数据的回归分析及迭代计算,在一定精度范围内求得反映样本单元群体特性的参数均值,并通过样本震害结果进行可靠性检验;最后,把这些参数用于目标单元震害模型计算,从而得到相应的震害预测结果.同时,通过一个实例验证了该方法的可靠性与可行性.     

水泥土桩体与地基土体相互作用的递归构式

通过对有限单元法计算结果的分析比较，提出了一种用于水泥土桩体与地基土相互作用的递归构式，递归方程是一个二元一次方程，便于手工计算和实际分析应用。     

基于面积律概念的超音速减阻设计方法

在分析基于线性理论的跨、超音速面积律设计方法的优点与不足的基础上,依据CFD方法在流场分析和气动力计算方面的优势,提出了面积律概念指导下的CFD技术减阻设计方法。与传统的超音速面积律方法比较,该方法给出了面积律作用的物理原因,直接建立了横截面积分布与流场品质之间联系,修形设计目标直观明确、减阻效果明显,且设计工作量小,具有进行复杂外形超音速减阻设计的能力。算例表明,该方法对复杂外形的强约束减阻设计具有很好的适应性,对现役飞机改型是一种工程上简单、易行、外形改动小、结果可靠的修形设计方法;对新型飞机设计具有方案颠覆性小、周期短的优点。具有良好的工程实用性和可操作性。     

钢管混凝土构件受力性能数值研究

分别以钢管混凝土三维有限元法和纤维单元法的应力-应变关系推导出了适于梁单元的应力-应变关系。以这两种方法得到钢管混凝土应力-应变关系,应用于梁单元法进行数值计算,分别对工程中最常出现的钢管混凝土轴压构件及偏压构件进行了计算,并将计算结果与已有的试验结果进行了比较。结果表明:以纤维单元法得到梁单元应力-应变关系在进行钢管混凝土构件数值分析时能取得理想的结果;以三维有限元法得到梁单元应力-应变关系,应用于方截面钢管混凝土构件时计算结果理想,而应用于圆截面钢管混凝土构件时与实验结果相比偏差较大。     

半刚性连接钢框架计算程序的编制

推导了半刚性连接单元的刚度矩阵，提出半刚性连接单元受任意分布力作用时的节点荷载的一种等效方法，依节点连接弯矩-转角曲线的特性给出了合适的离散公式，再根据离散控制系统理论编制了能考虑节点连接非线性的半刚性连接钢框架计算程序；最后，分别运用编制的计算程序和有限元软件ANSYS对典型题例进行计算分析，通过比较计算结果得出了半刚性节点连接对钢框架力学行为及变形性能的影响，进而验证了程序的准确性。     

分析纤维增强层合板固有特性的动态有限元

本文提出了一种用于分析正交各向异性的纤维增强层合板之固有特性的动态有限元。考虑层板的特点,采用八节点四十个自由度的矩形单元.构造了满足单元边界条件的动态位移函数,导出了动态元意义下的层板单元特性。据此编制了层板固有特性的动态元分析程序。将实例分析结果与常规元分析结果、实验结果进行了比较,表明在层板固有持性分析中动态有限元法较之于常规有限正法有一定的优越性。