考虑流固耦合的Spar型浮式风力机涡激运动特性研究

对弹性支撑单圆柱在均匀流作用下的涡激运动特性进行数值模拟,捕捉到"锁定区"、"拍"、"频率变换"等现象。柱体周围流场采用Fluent求解,将4阶Runge-Kutta方法代码写入用户自定义函数(UDF)求解运动微分方程,运用动网格技术更新流场,实现圆柱与流场的非线性耦合作用。发现随着折合速度的增大,涡激运动响应可分为锁定前支、锁定区、锁定后支3个阶段,在进入锁定区前(折合速度Ur=3)横向运动响应发生拍现象,当跨过锁定区后(折合速度Ur=10)发生频率变换现象。结果表明,横向涡激运动有较大范围的频率锁定现象,频率解锁前后圆柱涡激运动轨迹由"右8字"形变换为"左8字"形。     

组合优化在结构多位置损伤识别中的应用

提出了应用于板结构多位置损伤诊断的组合优化方法。证明了多位置损伤状态下的振型变化具有可叠加性,引入了结构的一阶振型变化率作为结构的损伤诊断标识量并证明了具有可叠加的性质,最后提出应用组合优化方法求解板结构多位置损伤诊断问题。四边固支矩形板的多位置损伤诊断的算例证明了该方法是有效可行的,它不仅可以准确的完成板结构的损伤诊断,并且可以简化整个损伤诊断的过程。     

层合壳体结构分析的有限单元法

研究层合壳体结构的有限单元解法。在单层壳体单元的基础上，提出用于分析层合壳体结构的一种新的高阶单元——8结点壳体曲面单元，并推导该单元的刚度矩阵。新单元的计算方法不改变壳体结构的一般假设条件，利用厚度方向分段积分来完成问题的求解，并对层合截锥壳进行计算。算例证明该方法是有效的，而且可以减小计算量，在理论上也更简洁，很适用于工程计算。     

板壳结构的多位置损伤诊断方法研究

提出一种适用于板壳结构的多位置损伤诊断方法.取结构的一阶振型变化率作为损伤诊断标识量,计算分析显示该标识量不仅对结构的损伤位置以及损伤程度敏感,而且在多位置损伤状态下结构的损伤位置和损伤程度是各单位置损伤状态下结构的损伤位置以及损伤程度的叠加.以此为基础,提出基于一阶振型变化率的板壳结构的损伤诊断方法.算例表明该方法不仅可以准确地完成板壳结构的多位置损伤诊断,并且可以大大简化整个损伤诊断的过程.     

含裂纹Reissner板的有限元分析

提出了裂纹尖端区域有限元计算分析的一种新方法.首先用Reissner型板的裂纹尖端位移场计算奇异单元的刚度矩阵;其次完成奇异单元的广义位移向量对应的刚度矩阵向节点位移向量对应的刚度矩阵的转换,使奇异单元可以直接参与总刚度矩阵的组集;最后解除了裂纹尖端奇异单元的位移的相关性,得到独立的节点位移向量对应的总刚度矩阵.该方法直接引入Reissner型板裂纹尖端位移场,不仅减少了单元的划分,较好地模拟了裂纹尖端的奇异性,而且避免了在奇异单元和常规单元之间建立过渡单元,使裂纹尖端区域的计算在理论和计算上都得到了较大的简化.