Youngs-VOF方法模拟溃坝水流演进

针对追踪溃坝洪水自由面变化一直为计算流体力学的难点问题,采用Youngs-VOF方法追踪流体流场自由面、交错网格离散求解区域、人工压缩方法求解粘性不可压缩流体控制方程,并通过数值计算模拟了溃坝洪水瞬变现象.结果表明,Youngs-VOF方法追踪运动交界面与MARTIN的试验结果吻合,且略优于Hirt-VOF法,为溃坝洪水的模拟提供了新途径.     

土石坝饱和渗流逸出面求解方法的探讨

由于某些情况下单独运用H法或Q法均无法解决逸出面问题,为此先对两种方法进行讨论,从而提出了两种方法相结合求逸出面位置的新方法,并确定了其步骤;其次利用有限元软件ANSYS,分析了求解自由面和逸出面的过程并根据其计算特点优化了计算流程;最后用APDL语言进行程序编程,并应用所编程序求解算例。实例结果表明,该方法可快速有效的解决逸出面问题。     

时间相关法在跨音速二维透平叶栅绕流计算中的应用

本文应用气动力学方程组的时间相关守恒表达式,求解积分形式的方程组,统一求解二维平面叶栅的亚音速与超音速并存的稳定跨音速流场.籍助人工粘性可以估算冲波的位置和强度.为了计算边界参数而采用了特征相容性条件.对两种二维平面叶栅进行了理论计算与实验结果的对比,一致性良好,证实了本方法的精度和有效性.     

有自由面渗流分析的流形单元法

提出了用于渗流分析的流形单元法。该方法用物理覆盖来确定材料的分区与自由面，通过迭代求出自由面边界，计算区域逐步逼近实际渗流区域，适用于稳定和非稳定渗流计算。算例表明，该方法用于有自由面的渗流分析是简单有效的。     

基于改进弃单元法的渗流自由面计算

为了将计算渗流自由面的弃单元法应用于ANSYS软件中,对其进行了改进,即根据每次迭代计算结果,将节点全部位于自由面以上的单元均删掉,从而使得总体传导矩阵的阶数不断降低,计算效率得到提高。在计算复合单元等效渗透系数时,对复合单元进行二次细分,以减小单元尺寸对计算结果的影响。计算收敛后,对复合单元上的节点插值求出零压头点坐标,再对零压头点进行曲线拟合或曲面拟合即得自由面。基于该方法,利用ANSYS的APDL语言编制了渗流自由面分析程序,并进行了实例分析。结果表明,提出的改进方法结构简单、精度较高。     

基于非接触测量的圆柱相界面对流传热系数计算方法研究

为发挥非接触测量实验方法在相变对流换热研究中的优点,充分考虑显热传热在整个相变传热中的作用,以长圆柱对流融化过程为研究对象,建立圆柱内部导热控制方程及定解条件,采用三次多项式热平衡积分方法进行近似求解,构建基于非接触测量的圆柱相界面对流换热系数计算方法。建立水流顺掠冰柱实验台,通过对实验例题的分析与讨论得到结论如下:圆柱相界面对流换热系数与相界面位置、圆柱半径融化速率、融化时间、圆柱初始温度及圆柱中心温度等参数有关,该计算方法能够较好的反映出显热变化对于对流换热系数的影响;相界面位置是影响对流换热系数计算准确性的主要因素,提高其测量准确性是减小计算误差的主要努力方向。     

Magnet在励磁同步电机设计中的应用

为提供励磁同步电机的设计依据,提出了基于有限元电磁场计算软件分析其电气性能的方法。首先选取具有代表性的凸极三相4极励磁同步电机作为研究对象,构建其3D模型,设置各部分材料属性,生成线圈及设定电机初始位置,然后采取重点区域加密的自适应网格剖分方法,2D暂态求解器求解,最后采取Matlab完成数据的后处理,分析驱动电源的频率与电机转速、铜损、铁损、涡流损耗及磁场能量分布的关系,为电机设计人员提供技术支持。     

溃坝洪水数值模拟研究

以MATRIN的试验模型为例,针对溃坝洪水流场中相与相间的压力、速度、边界条件问题,提出了采用YOUNGS-VOF方法进行数值模拟,并采用人工压缩方法对溃坝洪水行进中自由面进行数值模拟.与已有结果对比,计算更方便且准确度高.     

蒙特卡罗法在空调环境内太阳辐射再分配计算中的应用

用蒙特卡罗法对空调环境内的太阳辐射再分配进行数值计算.通过对太阳辐射特点的分析,结合工程实践中空调环境的特点,对初始辐射射线的确立、辐射射线与实际作用平面位置的确定和辐射射线与各种类型固体表面相互作用的数学模型进行了研究,并编写了通用的计算程序,以轿车空调车室为例进行数值仿真计算,获得了较理想的结果.     

新型柴油机变频起动装置中转子位置的无机械传感器检测

针对新型柴油机变频起动装置的控制要求,提出了同步电机的转子初始位置及动态位置的无机械传感器的检测方法。该方法通过深入分析同步电机内部磁路特性,建立了＂理想化＂电机模型,并最终利用定子的电流和电压,计算出转子的初始和动态位置。     

基于有限元剩余推力法的岩质边坡抗滑稳定性分析

针对传统有限元应力代数和法忽略了滑裂面方向对安全系数的影响,导致计算结果出现较大偏差的问题,提出了加入滑裂面方向因素的有限元剩余推力法,即将计算得到的各滑裂面上的剩余力转换到第三滑裂面上,对第三滑裂面使用等安全系数法进行迭代计算,求得总滑面的安全系数,并通过改变第三滑裂面与水平方向的夹角搜寻最危险滑裂面。运用算例对有限元剩余推力法与传统有限元应力代数和法所得安全系数进行对比分析表明,剩余推力分析法所求得的安全系数比传统的应力代数和法更接近工程实际,且可以搜索到安全系数最小的滑裂面。     

基于I-DEAS的柴油机组合结构动态响应分析

用I-DEAS软件建立了某90°V8柴油机整机结构的有限元分析模型,采用Lanczos法对整机组合体的自由模态进行了计算,得到了其固有频率和振型。在此基础上,考虑柴油机在额定工况下,以气缸燃气压力、活塞侧压力和主轴承作用力为主要因素,确定了柴油机所受的激励力,利用模态叠加法对柴油机进行了动态响应分析计算,得出了各阶模态的模态响应函数,为运用ATV技术求解内燃机表面辐射噪声提供了边界条件。     

接触面状态判据在重力坝深层稳定性分析中的应用

有限元强度折减法是分析重力坝抗滑稳定的常用方法之一,其计算所得安全系数与所选择的失稳判据密切相关。基于有限元强度折减法,提出一种以接触面状态作为失稳判据的方法,即将有限元模型中的滑动接触面全部处于滑动或脱开状态时的折减系数作为抗滑稳定安全系数。以某重力坝的两种深层滑动模式为例,分别建立三维有限元模型,采用接触面状态判别法进行稳定计算,并与剪力比例法、计算收敛性判据、关键点位移突变性和塑性区贯通性判据进行对比分析,证明所提的以接触面状态作为失稳判据的合理性和有效性,为重力坝抗滑稳定分析提供了一种新思路。     

土坝二维渗流问题的有限分析法数值模拟

采用一种用于不规则边界的有限分析五点格式的方法，对稳定渗流中的非均质各向异性问题进行了计算，给出了适用于非稳定渗流计算的有限分析五点格式，对均质非稳定土坝渗流进行了计算。与其他方法相比，不规则边界的有限分析五点格式具有良好的数值性能。     

采用边界元法确定渗流自由面的一种改进方法

渗流自由面的确定是无压渗流分析中非常重要的问题。相对有限元法而言 ,采用边界元法确定渗流自由面具有明显的优势。本文基于传统的确定渗流自由面的迭代边界元法 ,提出了改进的采用边界元法确定渗流自由面的迭代方法 ,并运用算例说明了改进方法的精度和有效性     

A state-space finite element method for laminated composite plates under thermal loading

On the basis of the mixed variational principle, a state equation for the thermal elasticity in a laminated composite plate is yielded. A state-space finite element method is proposed to solve the established state equation, which is a nonhomogenous one. The horizontal plane of the laminated plate is modeled by traditional finite elements, while the variables along the thickness direction are obtained by the precise integration method. Because the discretization is implemented only on the horizontal plane, fewer elements are needed comparing with the traditional finite element method, in which the mesh is discretized in the whole structure. The different constraint conditions on the plate boundary are discussed. The calculated transverse thermal stresses by the present method satisfy the surface/interface conditions exactly. However, the numerical results by the traditional finite element method only approximately satisfy the surface/interface conditions. The transverse thermal stress distribution along the thickness direction evaluated by the present method is continuous across the interfaces of different layers in the laminated plate, whereas the traditional finite element method fails to provide the continuous transverse thermal stresses at the interfaces.     

由机体结构设计减小表面振动响应

本文利用所建立的机体动态分析有限元模型，分析计算了机体的动态特性，并得到了试验的验证。通过改变机体表面局部刚度，对减小机体表面振动响应的几种方法进行了探讨。阐述了曲面机体结构对振动响应的影响，为设计低噪声机体提供了设计方法和参考依据。     

Matrix free meshless method for transient heat conduction problems

In the paper, the element free Galerkin method (EFGM) is applied to calculate two-dimensional unsteady state heat conduction problems. As is well known, most of the meshless methods have higher computational cost than that of finite element method (FEM). In order to overcome this shortcoming especially for transient heat conduction problems, mass lumping procedure is adopted in EFGM, which can decrease the computational cost evidently. Moreover, this technique which can simplify the solution procedure makes the essential boundary conditions enforced directly. The results obtained by EFGM combining mass lumping technique are compared with those obtained by finite element method as well as analytical solutions, which shows that the solutions of the present method are in good agreement with FEM’s and analytical solutions.     

浮箱式钢闸门三维有限元分析

基于大型有限元分析软件ANSYS，针对某大型浮箱式钢闸门的工作特点和受力方式，研究了浮箱门结构的三维有限元计算模型。通过不同工况的结构仿真计算，详细研究了浮箱门在各种控制情况下的变形和应力变化规律，对闸门的强度和刚度进行校核，并对闸门安全性进行了评估。