求解二阶椭圆奇性问题的组合网格法

针对科学与工程计算中改进奇异问题的计算精度,提出了一种新的算法-组合网格法(CGM).即全局粗网格与局部细网格之间交替迭代.所谓组合网格由整体粗网格和局部加密细网格组成.通过计算表明,组合网格方法和快速自适应组合网格方法(FAC)一样快速收敛.但本质不同的是并不要求粗细网格嵌套.而且还能做到总体与局部的算子不一样,与普通有限元方法比较,该方法形成的线性方程组的系数矩阵的阶数要小得多,避免了求解大型矩阵方程.但计算结果接近全局加密网格上的结果,更适用工程实际问题.     

网格疏密和模型边界对强度折减法计算精度的影响

基于小变形情况讨论了网格疏密和模型边界对有限元强度折减法计算精度的影响。研究表明:有限元网格模型的疏密对安全系数的影响非常大,不同疏密程度网格模型得到的计算结果之间的差距可达5%以上,采用具有足够细密程度的网格模型对于提高计算精度是十分必要的;而模型边界对计算精度的影响很小,计算时只要取模型边界稍大于潜在滑面(或滑带)位置即可,这样可使模型尽量地小,从而减少计算量,提高计算效率。     

宝珠寺水电站拦河大坝深层抗滑稳定分析

通过建立整体计算域的三维非线性有限元网格 ,用有限元方法分析研究了宝珠寺水电站拦河大坝左岸河床坝基下的楔形体对坝基深层抗滑稳定性的影响程度 .为验证大坝整体有限元网格的计算精度 ,在大坝整体有限元网格的基础上 ,局部进行了有限元网格的细分 ,粗细网格的计算结果得到较好的吻合 ,证明整体网格精度是足够的     

宝珠寺水电站拦河大坝深层抗滑稳定分析

通过建立整体计算域的三维非线性有限元网络,用有限元方法分析研究了宝珠寺水电站拦河大坝左岸河床坝基下的楔形体对坝基深层抗滑稳定性的影响程度,为验证大坝整体有限元网格的计算精度,在大坝整体有限元网格的基础上,局部进行了有限元网格的细分,粗细网格的计算结果得到较好的吻合,证明整体网络精度是足够的。     

悬索桥断索动力响应有限元模型参数研究

采用有限元方法（FEM）建立考虑主缆局部振动影响因素的悬索桥断索动力分析模型,研究主缆局部振动对悬索桥断索动力响应的影响程度. 对主缆物理抗弯刚度、单元网格密度、索夹质量、模型阻尼比以及吊索应力初始状态等因素进行参数分析,给出提高计算结果精度的建议. 结果表明：在进行悬索桥断索动力分析时,主缆局部振动对计算结果精度具有不可忽略的影响;有限元模型中主缆物理弯曲刚度、单元网格密度和索夹质量均是影响主缆局部振动的关键参数. 结构整体模态阻尼和主缆局部阻尼均能有效抑制断索点主缆振动,分析模型须考虑局部主缆单元阻尼和结构整体模态阻尼的差异. 结构断索动力响应随着断裂吊索初始应力增大而增大,结构断索响应动力放大系数变化幅度不大.     

基于有限元重合网格法的等大共面的三维表面裂纹交互因子研究

有限元重合网格法是一种发展中的简单、可行的多尺度有限元分析方法,文中将该方法扩展应用于分析三维线弹性断裂力学多裂纹问题.详细地介绍了有限元重合网格法在多裂纹问题中的基本原理,并以受远端均匀拉伸应力作用的含2个等大共面的半椭圆表面裂纹的有限宽有限厚板为例,用该方法计算分析三维多裂纹交互因子,同时详细讨论了结构几何参数、裂纹形状参数、相对裂纹位置和裂纹前沿位置对裂纹交互因子的影响.     

无网格基底函数对梁固有特性计算精度的影响

无网格法是基于移动最小二乘理论构造场函数,构造场函数中权函数和基底函数对无网格法的计算精度有很大影响.为了比较基底函数对无网格法计算精度的影响,本文利用Schmidt正交化方法构造出正交多项式基底函数.运用该正交多项式基和幂函数多项式基,选取了样条型权函数分别构造位移场函数,对弹性结构动力学基本方程进行无网格化离散,得到梁结构无网格动力学方程.采用罚函数方法满足本征边界条件,求解并得到了梁结构固有频率和模态的两种无网格解,与解析解进行了比较和精度分析,并结合均匀悬臂梁结构验证了得出的结论.     

无网格伽辽金-有限元耦合方法在温度场中的应用

为了充分利用无网格法和有限元法的优点,将无网格伽辽金-有限元耦合方法用于分析温度场问题。根据无网格伽辽金-有限元耦合计算原理得出了耦合区域的形函数,从能量泛函弱变分形式中得到控制方程,从而求出数值解。EFGM-FE耦合法克服了单纯使用无网格法带来的边界条件难处理及计算效率较低的缺点。数值算例表明了这种方法是可行的,有效的。     

组合网格法在搅拌摩擦焊接数值模拟中的应用

讨论组合网格法（Composite Grid Method,CGM）在有限元程序自动生成系统平台（Finite Element Program Generator,FEPG）上的具体实现。该算法在整个求解区域上采用粗细两套网格求解,不要求规则网格和粗细两套网格嵌套,两套网格单独剖分、互不影响,能处理复杂的问题。该算法用于实际工程计算的迭代次数少,与常用的有限元方法所求得的解相符合,具有更加广泛的应用范围,符合科学和工程计算的实际要求。对搅拌摩擦焊接问题使用组合网格法进行数值模拟,取得了理想的仿真结果。     

钢箱计算失效应变的冲击试验

为研究船桥碰撞有限元分析中钢板的网格尺寸与钢材计算失效应变之间的关系,进行了3个钢箱模型的落锤冲击试验。采用LS-DYNA软件对试验模型进行了有限元建模和碰撞计算,并与试验结果进行了对比。定义了一个相关系数来反映试验结果与计算结果之间的相关性,并据此定义了与网格尺寸相关的计算失效应变合理取值区间。研究结果表明：为得到合理精度的计算结果,钢板的计算失效应变的取值应随钢板网格尺寸变化,使用大的网格尺寸时应采用小的失效应变,使用小的网格尺寸时应采用大的失效应变;将计算失效应变合理取值区间与自适应网格剖分技术结合,可以在保证计算精度的同时,提高计算效率。