A unified computational methodology for dynamic thermoelasticity with multiple subdomains under the GSSSS framework involving differential algebraic equation systems

Abstract

A novel and general computational methodology for thermal stress problems with multiple subdomains is presented under the unified generalized single-step single-solve (GSSSS) framework for first- and second-order differential algebraic equations. It enables arbitrary number of subdomains and the coupling of different but compatible time-stepping algorithms ensuring second-order time accuracy in all differential and algebraic variables. The framework permits implicit/explicit coupling and subcycling; however, only selected coupling of algorithms in different subdomains is focused upon. Numerical examples encompassing transient heat conduction with quasi-static thermal stresses, and thermally-induced vibrations are illustrated.     

雷诺方程的数值计算方法概述

作为流体力学中的基本公式,雷诺方程的数值求解一直是流体润滑领域研究的重要方向之一。以雷诺方程的基本形式为基础,分别介绍有限差分法、有限元法和有限体积法求解雷诺方程的过程,讨论各自的特点及存在的问题;介绍多重网格法同上述方法结合在求解雷诺方程中的应用,指出多重网格法在求解雷诺方程的高效性方面有了很大程度的突破,但在求解精度上并未有显著改善;讨论等几何分析方法在求解雷诺方程上的应用,指出等几何分析方法求解雷诺方程具有较高的效率和求解精度,但仍存在如样条基函数的不可插值性和IGA在雷诺方程求解方面的普适性等问题,探讨IGA的研究方向,如针对特定雷诺方程引入适于IGA的新型样条表征求解空间、修改IGA理论与雷诺方程的离散模式引入新型边界条件加载模式等;因数值求解雷诺方程时在边界处理、复杂求解域等问题上仍没有一个稳定适用面广的方法,建议可尝试联合IGA与多重网格法来求解雷诺方程,以进一步提高求解效率和精度。     

基于改进的RS-TOPSIS模型的岩爆倾向性预测

针对目前岩爆倾向性中预测模型权重确定存在不足导致模型精度不高的现状，为更准确地预测岩爆倾向性，提出综合运用粗糙集理论中的代数观和信息观，确定属性最优权重，并修正岩爆倾向性与评价指标之间的关系，建立岩爆等级理想点矩阵。根据岩爆发生条件，选取岩石脆性指数、切应力指标和弹性应变能指数3项指标作为岩爆判别指标，以国内外20组典型岩爆数据为样本，建立改进的粗糙集—理想点法（RS-TOPSIS）岩爆倾向性预测模型，并应用该模型对玲珑金矿等工程实际进行了岩爆倾向性预测。结果表明：改进后样本预测精度相比于改进前有了显著提高，所建立的模型对实际工程的岩爆倾向性预测效果良好，预测结果更准确。     

Computing the regularization of a linear differential–algebraic system

We study the regularization problem for linear differential–algebraic systems. As an improvement of former results we show that any system can be regularized by a combination of state-space and input-space transformations, behavioral equivalence transformations and a reorganization of variables. The additional state feedback which is needed in earlier publications is shown to be superfluous. We provide an algorithmic procedure for the construction of the regularization and discuss computational aspects.     

成品油长输管道泄漏事故树风险分析

分析了某在建成品油长输管道投运后可能导致泄漏事故的诸因素,建立了泄漏事故树模型。通过泄漏事故树的最小径集以及基本事件的结构重要度对泄漏事件做了定性分析,识别引起管道泄漏的主要因素,提出了安全防范措施,为更好地实施长输管道安全管理提供重要依据。     

求解代数特征值反问题的RCDE算法

利用向量ε—算法对求解含参数的代数特征值反问题的 CDE 算法作了改进,使其收敛速度由原来的一阶提高到二阶,改进后的 CDE 算法称为 RCDE 算法,数值计算结果表明,RCDE算法确实是一种有效的计算方法。     

规则六面体多重网格生成方法的研究

本文介绍了CFD前处理技术的重要性和网格自动生成技术的发展现状，根据多重网格法的基本思想和应用，开发了基于Windows平台的前处理软件，实现了规则六面体多重网格的自动生成。在进行网格划分时，该软件可以根据需要对边界进行疏密不同的局部单重网格划分，然后在单重网格基础上进行加密划分，最后建立粗细网格间的节点坐标映射，生成多重网格。采用此软件，对室内空气数值模拟中的典型几何模型进行了网格划分，生成了高质量的规则六面体网格，从而证明了该软件能有效且方便地应用于室内空气数值模拟中。     

图像代数重建算法的并行性研究

针对CT图像重建中不完备投影数据重建问题,提出了基于迭代的代数重建(ART)算法。为了解决ART算法重建速度慢这一问题,文中采用计算机集群的并行加速处理技术,将投影角度均匀地分配给适当的多个CPU,再将多个CPU并行独立运行的重建结果进行加权平均。实验数据表明,图像重建速度提高近6倍(CPU个数为6),图像重建质量优于传统的串行重建质量,且提高了ART算法的实现效率。     

激光微织构滚动轴承表面润滑性能的数值分析

目的研究圆柱滚子轴承摩擦副织构化表面润滑性能,探讨工况参数(载荷、转速)和微织构几何形貌参数(面积占有率)对油膜平均无量纲压力的影响规律。方法基于弹性流体动压润滑机理,利用有限长线接触弹流润滑理论建立理论模型,采用有限差分法对Reynolds方程进行离散,并运用多重网格法进行数值分析。结果在微织构面积占有率S_p=0.095、深度h_p=6μm的前提下,当载荷由100 N升为500 N时,油膜平均无量纲压力随之增大。在微织构面积占有率S_p=0.095、深度h_p=6μm的前提下,当转速由100 r/min升为500 r/min时,油膜平均无量纲压力随之增大。在载荷W=200 N、转速n=200 r/min的前提下,当微织构面积占有率由0.05升为0.15时,油膜平均无量纲压力随之增大;当微织构面积占有率由0.15升为0.25时,油膜平均无量纲压力随之减小。结论圆柱滚子轴承微织构表面的油膜平均无量纲压力随着载荷和转速的增大而增大,随着微织构面积占有率的增大而先增大后减小。