弹塑性问题的杂交无网格有限体积差分法

 为了提高无网格法的应力精度,将应力与位移作为独立变量进行插值。将整个求解域分为边界域和内部域,对于位于边界域上的节点通过有限体积法建立离散方程,域内节点则利用有限差分法对节点应力梯度进行离散,逐点建立离散方程。在小变形假设的前提下,提出基于增量本构关系的弹塑性杂交无网格有限体积差分法,并用来模拟隧道开挖过程,算例表明,增量形式的杂交无网格有限体积差分法具有较高的计算精度和一定的工程实践价值。     

求解自然对流换热问题的高效方法

通过泰勒展式系数匹配的方法构造了基于非等距网格的紧致差分格式,并将其与投影法相结合,得出了求解自然对流换热问题的新算法,该算法用基于交错网格的压力泊松方程求解压力项,满足相容性条件。数值实验表明,紧致差分格式比经典差分格式能够得到更高精度。     

大跨度雨棚风荷载体型系数数值模拟分析

以某大跨度铁路客运站雨棚为研究对象,基于CFD数值模拟方法,利用RNG湍流模型对大跨度雨棚进行数值模拟分析.数值模拟对控制方程进行离散时使用有限体积法和对控制方程进行求解时采用双精度分离式求解器,利用流场速度-压力耦合采用Coupled算法,来有效提高非结构网格的计算精度.对不同风向角度下的大跨度雨棚模型进行数值模拟分...     

题解有限元法和无网格伽辽金法

采用无网格伽辽金法和有限元法对一维问题进行了数值模拟,对结构体离散、刚度矩阵、等效节点荷载、边界条件、计算精度和效率等进行了比较,数值模拟结果表明,同样的节点划分,无网格伽辽金法得到的数值解精度较高、与解析解吻合较好,但是计算量大于有限元法。     

基于四边形网格的下限原理有限元法

 为了克服四边形网格下限法不能充分利用线性规划算法的不足,通过在四边形网格积分意义上建立平衡方程的弱形式,从而得到线性的平衡方程,克服了常规基于插值应力场得到的方程为非线性的缺点。另外,四边形网格比三角形网格具有更少的自变量和约束方程,使求解效率得到较大提升。算例表明：四边形网格的精度和效率都优于三角形网格,这与普通有限元是一致的。     

混合网格重叠方法在多体相对运动中的应用

本文发展了混合网格的动态重叠方法。基于线性重构方法,给出了一种适用于混合网格间的插值策略。所建立的网格间边界定义方法的性能优秀可靠,网格装配后的插值边界光滑且网格匹配性较好。耦合求解非定常NS方程和刚体6DOF运动方程来模拟多体相对运动问题。外挂物分离问题的数值计算表明,所发展的动网格方法对于处理多体相对运动模拟问题是快速准确可靠的。     

无网格伽辽金法求解固结方程的数值误差分析

作为一种新的计算方法，无网格伽辽金法(EFGM)有着自己的构成特点，在求解固结方程时也会产生数值误差。讨论了EFGM中一些降低数值震荡误差的影响因素和解决方法，首次给出了固结EFGM离散方程的误差分析不等式，针对该公式提出了在EFGM计算中降低误差的参数最优选取方法。最后，通过二维条形地基理论模型的数值试验，验证了积分Cell精细程度对EFGM求解固结方程的初始孔压精度和稳定性的影响。     

基于大涡模拟的火灾数值模拟网格划分优化方法

摘 要：网格划分是火灾数值模拟的重要环节,对模拟结果的精度以及模拟时间有很大影响。针对火灾数值模拟中的网格划分问题,提出了一种基于大涡模拟的网格划分优化方法。根据大涡模拟的原理,给出了滤波尺度的计算方法,并根据滤波尺度和网格比系数对火场中不同区域的网格尺寸进行优化处理。将优化方法应用于高层建筑火灾的数值模拟,运用FDS软件分别针对优化前网格、优化后网格以及精细网格进行数值模拟,对不同网格划分下的温度、氧气和二氧化碳体积分数进行比对。结果表明：网格优化后,模拟结果与精细网格之间相关系数的均值为0.987,保证了模拟精度;同时,模拟运行时间降低为精细网格的16%,有效提升了火灾模拟的计算效率。     

改进的Picard法在非饱和土渗流中的应用研究

Richards方程广泛应用于非饱和渗流的数值模拟以及其他相关领域.在数值求解中,可以采用有限体积法进行数值离散,进而采用Picard方法进行迭代求解.然而,为了获得可靠准确的数值解,通常均匀网格的空间步长是很小的,特别是在一些不利的数值条件下,比如降雨入渗于干燥土壤中,这往往使得迭代过程耗时,甚至不收敛.因此,结合C...     

基于Delaunay网格和Voronoi图的油藏数值模拟方法研究

为优选油藏数值模拟计算的最佳方法,基于Delaunay三角网格和Voronoi图建立了二维油-水2相油藏的有限体积模型。结果表明:基于Delaunay网格计算得到的饱和度场能更好地反映储层各向异性对其分布的影响,计算精度更高,但是由于井筒附近的网格尺度太小,导致计算速度变慢;基于Voronoi图的有限体积模型计算精度比Delaunay网格上计算精度差,但是计算速度比Delaunay网格计算速度要快3个数量级。可见考虑井筒影响的Delaunay网格的有限体积模型能够较好地适用于单井或井组规模的油藏精细模拟,不考虑井筒影响的Voronoi图的有限体积模型适合于多井大规模油藏模拟。     

Low-Reynolds number mixing ventilation flows: Impact of physical and numerical diffusion on flow and dispersion

Quality assurance in computational fluid dynamics (CFD) is essential for an accurate and reliable assessment of complex indoor airflow. Two important aspects are the limitation of numerical diffusion and the appropriate choice of inlet conditions to ensure the correct amount of physical diffusion. This paper presents an assessment of the impact of both numerical and physical diffusion on the predicted flow patterns and contaminant distribution in steady Reynolds-averaged Navier–Stokes (RANS) CFD simulations of mixing ventilation at a low slot Reynolds number (Re≈2,500). The simulations are performed on five different grids and with three different spatial discretization schemes; i.e. first-order upwind (FOU), second-order upwind (SOU) and QUICK. The impact of physical diffusion is assessed by varying the inlet turbulence intensity (TI) that is often less known in practice. The analysis shows that: (1) excessive numerical and physical diffusion leads to erroneous results in terms of delayed detachment of the wall jet and locally decreased velocity gradients; (2) excessive numerical diffusion by FOU schemes leads to deviations (up to 100%) in mean velocity and concentration, even on very high-resolution grids; (3) difference between SOU and FOU on the coarsest grid is larger than difference between SOU on coarsest grid and SOU on 22 times finer grid; (4) imposing TI values from 1% to 100% at the inlet results in very different flow patterns (enhanced or delayed detachment of wall jet) and different contaminant concentrations (deviations up to 40%); (5) impact of physical diffusion on contaminant transport can markedly differ from that of numerical diffusion.     

State-of-the-art research on micro grid stability: a review

The usage of renewable energy resources (RES) in energy is receiving great attention as a solution to the problem of a shortfall in electrical energy. Application of RES in a generation system is done with diverse outlines, amongst others in a micro grid system. Employment of micro grid systems offers numerous benefits both for the consumer as well as for the utility provider. Voluminous micro grid expansions are carried out in more than a few countries, because it offers healthier power quality and furthermore it is ecologically friendly. Even though its adoption is growing steadily, there are still several hurdles to proficiently design, regulate, and operate micro grids when linked to the grid, and as well when in the islanded mode, and wide-ranging investigation activities are on-going to confront the issues. It is essential to consider across-the-board opinions of the micro grid amalgamation in a power system network. This paper presents a review of issues in relation to micro grid stability and offers an account of study in areas related to micro grids.     

考虑楼板不同刚度时跳层空腹网架结构的受力性能分析

跳层空腹网架在利用网架的空腹部分做楼层使用时，网架的上、下弦杆均与楼板浇注成为一个整体，以往对跳层空腹网架结构的力学性能分析均未考虑楼板刚度的影响．本对普通型跳层空腹网架结构在竖向荷载作用下考虑楼板不同刚度和不考虑楼板刚度进行了比较分析，揭示了楼板对空腹网架受力性能的影响规律．本的结论可为跳层空腹网架结构的工程设计提供参考．     

网架在造船工业工程中的应用综述

近七年来,造船工业工程中有１３个工程项目,近２３００００ｍ２屋盖采用了网架结构屋盖。本文对应用中存在的共性问题：大跨度工业厂房中,网架结构的最佳形式;网架屋面在单层厂房中的排架分析计算假定;网架同柱的支承节点构造上如何按排架铰接计算的假定;墙架柱同网架的连接节点等方面进行了总结,以使网架结构能在单层工业厂房中的应用技术日臻完善。     

自由曲面网格结构的力学性能研究

首先介绍了自由曲面网格结构网格划分方法的研究现状。其次,基于浙江大学空间结构研究中心自主研发的自由曲面网格划分专用软件ZD-Mesher,选取曲面展开和引导线法结合的网格划分方法,对同一曲面划分不同走向的网格。最后,根据自由曲面的网格,建立有限元分析模型,分析并比较同一曲面不同走向网格的力学性能。结果表明,由此得到的自由曲面网格,基本实现了美学与力学的兼顾统一。     

考虑安装应力的网格结构稳定承载性能试验研究

为研究安装应力对网格结构承载性能的影响,对平面尺寸为7m×12m和5m×12m的两个正交正放四角锥网架进行破坏性试验及有限元分析,结果表明安装应力使网格结构稳定承载力出现较大幅度的降低。对204个平板网架模型和140个双层柱面网壳模型进行参数分析,得到安装应力对稳定承载力的影响系数。采用有限元分析方法研究了38个具有整体失稳可能性的双层球面和双层柱面网壳模型,得到了稳定承载力安全系数K的合理取值范围。结果表明：试验测得的整体变形、刚度和稳定承载力与理想结构存在明显差异;安装应力对稳定承载力的影响系数服从正态分布,平板网架、双层柱面网壳稳定承载力影响系数分别为0.50和0.55;当考虑安装应力初始缺陷,采用Marshall压杆屈曲失稳模型时,建议K取2.0;由于JGJ 7—2010《空间网格结构技术规程》提供的全过程分析方法未考虑杆件初始应力,建议K取3.0。     

各类电厂参与电网调峰介绍

近年来,在国民经济稳步发展的同时,电力装机容量也不断增长.积极发展核电的同时,用电结构发生了显著的变化,电网峰谷差日益增大.电网运行的原则是,在保证电能质量和设备安全的基础上谋求最大的经济效益,调峰运行可以取得一定的经济效益和社会效益,因此,合理经济的机组调峰运行,成为电网迫切需要解决的重要课题.不同类别电厂在参与电网调峰过程中起到了不可忽视的作用.     

碳纤维增强复合网格-聚合物水泥砂浆加固RC梁的抗弯性能试验研究

为研究碳纤维增强复合(CFRP)网格和聚合物水泥砂浆(PCM)复合加固钢筋混凝土(RC)梁的抗弯性能,对5个RC梁试件进行抗弯性能试验,分析CFRP网格-PCM复合加固RC梁的抗弯破坏机理,研究网格不同层数和不同单位加固量对RC梁抗弯性能的影响。基于抗弯承载力的既有计算模型,引入剥离应变建立改良计算模型,并采用其他学者的9根FRP网格加固RC梁的受弯试验数据,验证改良计算模型的准确性。研究结果表明：CFRP网格-PCM对RC梁的抗弯加固效果明显,单位加固量较高的试件具有更高的承载能力,但其更易发生剥离破坏;在单位加固量相当的条件下,单层网格与双层网格呈现出相同的抗弯性能,双层网格重叠布置的加固方式是有效的;抗弯承载力的既有计算模型对试验结果拟合效果较差,所建立的改良计算模型拟合程度较好,能更好地反映CFRP网格-PCM复合加固层的实际受力状态。     

单层空间网格结构抗连续倒塌的多尺度有限元模型分析

采用多尺度有限元模型对单层空间网格结构进行抗连续倒塌分析，综合了不同类型单元在有限元分析中的优点，有利于提高计算精度，合理确定不同类型单元之间的连接是确保其计算精度的关键。以两个单层空间网格结构的典型子结构拟静力试验结果作为校验，探讨了多尺度有限元模型在空间网格结构抗连续倒塌分析中的应用，提出了基于位移一致原则的不同尺度单元之间连接关系建立方法。以此为基础，完成了Kiewitt与Geodesic单层球面网壳的抗连续倒塌分析。研究结果表明：采用所提出的位移一致原则，连接界面与微观响应区域保持适当距离，可以得到结构计算的最优近似解；多尺度有限元模型在节约计算资源的基础上能够得到正确、合理的计算结果，采用刚性节点假定能够进一步减少模型的单元数量；多尺度有限元模型分析能够更为细致地显示局部应力分布，寻求网格结构失效的起始位置。此外，由多尺度有限元模型所建立的空心球节点，能较好地模拟结构的实际受力工况。     

桩基三维弹性波动方程变步长交错网格有限差分数值计算

为了提高桩基低应变数值模拟的计算效率,在传统差分方法的基础上,将变步长交错网格有限差分法引入到三维桩土模型的数值计算中,通过对三维弹性波动方程进行差分,并在计算模型界面处引入吸收边界条件,计算得到了桩在瞬态纵向激振力作用下的低应变数值模拟响应。计算结果表明：在保证计算精度的同时,由于该方法自身可变化的差分网格,使得计算过程更加灵活简便,降低了内存需求量,减少了计算时间。吸收边界可以有效吸收到达计算模型界面处的入射波,该方法在对低应变实测曲线的拟合和非对称缺陷桩的数值模拟中取得了良好的应用效果。