Kerotest公司采用FEA技术设计优质天然气阀

ALGOR是一个专业的多物理场耦合分析的软件包,帮助工程师分析产品在多物理场作用下的性能.软件使用Windows图形用户界面,能方便地将一个物理场的分析结果转换到另一个物理场分析中.     

临近空间飞行器多通道全流程可视化演示系统

临近空间飞行器具有多学科、多物理场强耦合的复杂性,基于多领域耦合仿真与虚拟现实技术实现全流程飞行特性的可视化演示,可对总体和分系统设计人员提供直观、清晰的海量试验数据分析手段.传统的可视化手段往往只是针对三维场景的视景仿真,没有集成多物理场的可视化.且针对多物理场的可视化也只是针对某一个特定的状态,不能表现飞行器多物理场的全程变化过程.通过研究基于多通道的虚拟飞行可视化技术、多物理场科学计算可视化技术,利用多通道投影显示硬件系统、大视场屏幕等硬件设备,建立了多通道、全流程可视化演示系统,取得了较好的应用效果,提供了实验结果的重要辅助分析工具,使可视化视觉效果具有强烈沉浸感.     

振动抑制与能量俘获专刊序

工程系统中梁结构经常处于各种激励的作用下,因而梁结构在这种环境下不可避免地发生着各种各样的强迫振动.在梁结构发生振动的过程中,其自身会受到的温度、湿度、电磁场、裂纹等众多内外部因素的影响,而众多内外部因素就构成梁的多物理场耦合环境.在多场耦合环境下,Green函数法作为一种解析方法在研究梁的多场耦合振动问题方面具有优势,有利于讨论力、电、热、裂纹等因素作用下梁的振动特性和多场耦合特性.Green函数法相比于模态叠加法,优点在于能够得到完整且精度较高的解析解,具有收敛性好,运算快的特点.本文主要阐述Green函数在梁的强迫振动、热力耦合振动、力电耦合振动、裂纹梁振动等研究问题上取得了大量的理论和工程研究成果.本文以裂纹为内因,热、力、电为外因进行分类,阐述了在内外因影响下梁的强迫振动问题Green函数解的研究现状,从而让读者进一步系统性的了解Green函数法在振动领域中的广泛应用,以及了解该方法本身的特色和优势奠定基础.     

COMSOL2011年中国区用户年会在京举办

为促进国内科技工作者在多物理场耦合分析领域的交流以及分析能力的提高,COMSOL2011年中国区用户年会暨有限元与多物理场耦合技术研讨会分别于2011年10月18日在北京、10月25日在上海举行。本次会议由中仿科技(CnTech)公司和COMSOL公司联合举办     

基于CFD的滑靴副多场耦合特性研究

滑靴副作为斜盘式轴向柱塞泵的主要摩擦副之一,长期工作于高速、高压、高温等一些复杂极端环境中.本文建立了滑靴副中流场的基本控制方程,构建了滑靴副多物理场耦合的有限元模型,通过CFD技术对滑靴副流场进行模拟分析,并在此基础上对滑靴副流-固-热多物理场耦合进行仿真,得到不同工况下油液的压力场和速度场的变化规律以及流体的压力和温度对滑靴副的总变形量、应力的影响.结果表明,随着工作压力增大,油液在阻尼管路中压力损失增加,油腔内涡旋个数及尺寸增大.除此之外还发现滑靴副变形量和最大应力对油液温度较为敏感.本文工作为滑靴副的结构设计提供了一定的技术支持,并且对于提高滑靴副的整体性能有着重要的意义.     

激光脉冲作用引起的梁形微谐振器的振动

在激光脉冲作用下,有两个因素需要考虑:一个是热传导的非傅立叶效应,另一个是温度场与应变场的耦合导致能量耗散,使物体的机械能转化为热能,并且这是不可逆的.本文综合考虑上面两个因素,研究了激光脉冲作用下微米尺度梁谐振器的热弹性耦合问题.采用Fourier变换与Laplace变换相结合的方法求解梁的横向振动,并分析不同环境温度与能量吸收深度的影响.     

多场耦合下PLZT陶瓷光致电场效应及其应用

针对现有数学模型对高能紫外光束照射下PLZT陶瓷光生电压实验变化规律无法进行合理解释的问题,基于多物理场耦合机制分析构建了PLZT陶瓷多场耦合下的光致电场数学模型,并对光致电场实验曲线进行了理论分析,然后针对光生电压控制提出了单片PLZT陶瓷ON-OFF闭环控制和双片PLZT陶瓷双光源协调激励控制策略,取得了较好的控制效果,探讨了PLZT陶瓷作为光控非接触式电动势源的可行性以及在微机电系统供能器件的应用前景,在此基础上,提出了光电-静电复合驱动微镜和PLZT陶瓷-介电弹性薄膜复合驱动的光控微泵装置.     

CAE中的多物理场耦合

"多物理场耦合计算仿真学术研讨会暨COHSOL 2009用户年会"分别于2009年11月17日在上海交通大学、11月19日在清华大学、11月22日在华中科技大学举行,此次会议是COHSOL公司全球用户交流大会的一部分,同时也是中国区第四次举办此活动.而中仿科技作为COHSOL公司中国区惟一合作伙伴,与COMSOL公司共同举办了此次活动.会上,中仿科技工程师介绍了即将要发布的COHSOL Hultiphysics V4.0版本新功能、新模式,并对如何应用COHSOLHultlphyslcs软件进行多物理场耦合分析进行了指导性的讲解.     

发动机排气管流-固-热强耦合分析

为研究发动机排气管在流-固-热强耦合作用下的复杂工况,用INTESIM软件中流-固-热强耦合的方法计算某型发动机排气管在工作过程中流场、温度场、热变形和热应力的分布情况.结果表明,与传统的分析方法相比,INTESIM的强耦合方法收敛性更好,并且可以在同一软件平台下对模型耦合矩阵方程直接求解得到结构应力场、位移场、流场和温度场的所有结果.     

钟形振子式角速率陀螺机电耦合特性分析

钟形振子作为钟形振子式角速率陀螺的核心敏感元件,其机电耦合特性将直接影响钟形振子式角速率陀螺的整体性能.针对钟形振子式角速率陀螺在设计制作过程中未涉及的机电耦合特性展开分析,提出利用弹性力学中的能量原理和拉格朗日方法建立钟形振子机电耦合模型的方法,解决了钟形振子驱动与检测间的多场建模问题,实现了钟形振子的机电耦合关系的线性表征.首先通过分析压电驱动与检测原理,通过坐标变换给出压电电极在钟形振子作用的压电势能表述;利用弹性力学中的能量原理和拉格朗日方法建立钟形振子的机电耦合模型,分析压电电极与钟形振子特性间的关系,确定钟形振子的压电电极参数.最后通过试验手段,验证分析结果的正确性和可用性.     

PANDA的功能可扩展性设计与应用

针对有限元分析软件功能的可扩展性需求,介绍面向对象有限元并行计算框架PAN DA的单元设计和单元类的扩充方法.在PANDA中,单元分析被抽象成单元算法和材料本构模式,并提供单元类型、材料模型的接口服务,用户可以根据不同的应用需求构成并实例化不同的C++抽象基类来解决实际问题.单元类的扩展步骤为:在ElementList...     

多物理数值模拟中一种有效的并行耦合方法

在实现多物理并行数值耦合模拟中,需要处理多个物理过程之间网格、并行区域分解的差异.针对该同题,该文基于三维流体力学与激光传播耦合的并行数值模拟,提出了一种实用的并行耦合方法:引入辅助状态将本地插值与通信相分离;构建并行耦合图并定义主导属性,以确定过程间传输的最小数据集合;提供并行数据重分配算法来完成通信.并行数值结果表明:该方法是有效的,在64台处理机上使整体程序获得50.07的加速比.     

Thermoelastic coupling effect analysis for gyroscope resonator from longitudinal and flexural vibrations

The paper illustrates thermoelastic modeling, analysis and simulation solutions of gyroscope resonator from the longitudinal and transverse vibration modes. In the study, the sensitive components of gyroscope are the cantilever beams within the drive mode and the detection mode. Then, the effect of thermoelastic coupling, coupling strength on gyroscope performance is analyzed by two different numerical calculation methods, and the results are validated by FEM simulation solutions. The corresponding parameters which are analyzed in the study for thermoelatic coupling are temperature, thermoelastic damping (TED) and frequency shift ratio. It is found that the thermoelastic damping has the order of 10^?4 at both transverse and longitudinal vibrations. And the shift frequency sharply increased and then gradually approaches the horizontal line at the longitudinal and flexural vibrations. Then the comparison of thermoelastic damping is studied at two vibration modes. Compared with longitudinal vibration, the thermoelastic damping for flexural vibration has a similar pattern, while the former’s peak value is twice lower than that of the latter.     

面向对象有限元并行计算框架PANDA求解器的服务构件化设计与集成

针对很多结构有限元程序需要使用数值方法进行系统方程组求解的共性特点,提出对数值求解部分进行构件化设计,形成求解器服务,用于面向对象有限元并行计算框架PANDA为不同应用类型的有限元程序开发提供数值算法.将美国Livermore国家实验室开发的数值求解器库HYPRE作为数值求解构件集成到PANDA框架中,利用其提供的数值...     

多物理场耦合软件GTEA开发及应用

围绕多物理场耦合问题,基于连续介质假设,采用非结构化网格和有限体积方法开发多物理场耦合并行计算软件GTEA。该软件包括计算流体力学、结构应力波传播、流 声耦合和声 固耦合等4个功能模块。介绍GTEA前处理网格读取、网格格式转换、求解器开发等关键技术。通过柴油机缸内工作过程模拟、船舶水动力计算、自然对流与辐射传热耦合作用、流场动力噪声计算和结构 声耦合计算等5个典型应用展示该软件的应用能力和适用范围。     

Multiphysics modeling and optimization of mechatronic multibody systems

Modeling mechatronic multibody systems requires the same type of methodology as for designing and prototyping mechatronic devices: a unified and integrated engineering approach. Various formulations are currently proposed to deal with multiphysics modeling, e.g., graph theories, equational approaches, co-simulation techniques. Recent works have pointed out their relative advantages and drawbacks, depending on the application to deal with: model size, model complexity, degree of coupling, frequency range, etc. This paper is the result of a close collaboration between three laboratories, and aims at showing that for “non-academic” mechatronic applications (i.e., issuing from real industrial issues), multibody dynamics formulations can be generalized to mechatronic systems, for the model generation as well as for the numerical analysis phases. Model portability being also an important aspect of the work, they must be easily interfaced with control design and optimization programs. A global “demonstrator”, based on an industrial case, is discussed: multiphysics modeling and mathematical optimization are carried out to illustrate the consistency and the efficiency of the proposed approaches.     

耦合系数对无线无源传感器信号读取的影响

研究了耦合系数对无线无源传感器信号读取的影响。通过建立无线无源LC传感器的集总电路耦合模型,对其进行理论分析,推导出了天线端阻抗参数的理论表达式,结合MATLAB软件仿真,从理论上得出,通过天线端阻抗参数提取出来的传感器谐振频率变化量受耦合系数的影响,并得到实验验证。理论分析和实验测试表明,在进行无线无源传感器耦合系统设计时,应选取合适的耦合系数,来提高测量灵敏度。     

XpressSpace: a programming framework for coupling partitioned global address space simulation codes

Complex coupled multiphysics simulations are playing increasingly important roles in scientific and engineering applications such as fusion, combustion, and climate modeling. At the same time, extreme scales, increased levels of concurrency, and the advent of multicores are making programming of high‐end parallel computing systems on which these simulations run challenging. Although partitioned global address space (PGAS) languages attempt to address the problem by providing a shared memory abstraction for parallel processes within a single program, the PGAS model does not easily support data coupling across multiple heterogeneous programs, which is necessary for coupled multiphysics simulations. This paper explores how multiphysics‐coupled simulations can be supported by the PGAS programming model. Specifically, in this paper, we present the design and implementation of the XpressSpace programming system, which extends existing PGAS data sharing and data access models with a semantically specialized shared data space abstraction to enable data coupling across multiple independent PGAS executables. XpressSpace supports a global‐view style programming interface that is consistent with the PGAS memory model, and provides an efficient runtime system that can dynamically capture the data decomposition of global‐view data‐structures such as arrays, and enable fast exchange of these distributed data‐structures between coupled applications. In this paper, we also evaluate the performance and scalability of a prototype implementation of XpressSpace by using different coupling patterns extracted from real world multiphysics simulation scenarios, on the Jaguar Cray XT5 system at Oak Ridge National Laboratory. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

面向对象有限元并行计算框架PANDA的并行机制

为实现面向对象有限元并行计算框架PANDA对高性能计算的支持,分别从并行计算流程、区域分解、分区信息和通信封装等部分设计PANDA框架在并行计算方面的数据结构.在计算流程中建立区域分解和并行求解器的配合协作方式,进而描述进行区域分割的3种网格剖分方法;对分区边界单元和节点信息的组织以及对并行通信操作的封装使复杂的并行通...     

面向高端装备制造CAE技术的机遇和挑战

针对高端装备制造在设计、分析、制造、服役和维护等全过程中对CAE的需求,从结构、流体以及流固耦合等3个方面概述CAE技术国内外进展及其面临的机遇和挑战,指出在发展具有能够对装备在极端服役环境下准确的结构、流体和流固耦合CAE分析技术的基础之上,需不断突破面向工程应用的多物理场耦合、跨尺度分析、多学科综合设计、产品性能评估和集成等关键技术,使CAE逐步向支持现代设计和全寿命周期管理转变.