网格密度对全钢载重子午线轮胎有限元分析的影响

以12.00R20规格全钢载重子午线轮胎为例,根据轮胎失效分析中胎圈的破坏形式,对同一条轮胎着重于胎圈划分5种不同密度的网格,考察网格密度对轮胎有限元分析的影响.结果表明,模型网格密度与计算时间和精度成正比,但随着网格数量的增大,计算结果也趋于稳定.在综合考虑计算精度和成本情况下确定了合理的网格密度.     

基于八叉树自适应网格技术的LevelSet运动界面追踪方法

Level Set方法因能有效地处理界面处复杂的拓扑结构变化以及大变形问题,广泛应用于界面追踪领域。在Level Set方法追踪运动界面时引入八叉树网格技术,通过八叉树网格的细化和粗化技术减少计算网格数量和计算内存并提高计算效率和计算精度。因为八叉树网格为非均匀网格,其相邻网格的层数值可能不相同,所以不能直接采用WENO格式离散Level Set函数得到网格处的函数值,进而提出八叉树网格离散模型解决这一问题,并提出基于八叉树网格距离场重新初始化方法减少Level Set方法的质量损失,最后将基于八叉树网格技术的Level Set方法应用于两个给定速度场的运动界面模拟算例以及基准件方腔的铸造充型过程的模拟。模拟结果表明该方法可以提高界面的精度,同时改善质量守恒性。     

基于八叉树自适应网格技术的Level Set运动界面追踪方法

Level Set方法因能有效地处理界面处复杂的拓扑结构变化以及大变形问题,广泛应用于界面追踪领域。在Level Set方法追踪运动界面时引入八叉树网格技术,通过八叉树网格的细化和粗化技术减少计算网格数量和计算内存并提高计算效率和计算精度。因为八叉树网格为非均匀网格,其相邻网格的层数值可能不相同,所以不能直接采用WENO格式离散Level Set函数得到网格处的函数值,进而提出八叉树网格离散模型解决这一问题,并提出基于八叉树网格距离场重新初始化方法减少Level Set方法的质量损失,最后将基于八叉树网格技术的Level Set方法应用于两个给定速度场的运动界面模拟算例以及基准件方腔的铸造充型过程的模拟。模拟结果表明该方法可以提高界面的精度,同时改善质量守恒性。     

封头开孔接管应力集中计算精度的研究

对球形开头上不同开孔率的接管在内压作用下的应力分布进行了有限元分析计算。对接管根部表面及内部各点的弹性应力采用各种不同精度的有限元网格得出的计算值进行了对比分析，并且对接管根部各截面进行了应力线性化处理，得出了不同精度的网格和接管根部不同的过渡形式下的薄膜应力成分、弯曲应力成分和峰值应力成分，分析研究了接管根部不同的过渡形式对薄膜应力集中、薄膜加弯曲应力集中和表面应力集中的影响及不同精度的网格对这些应力集中计算精度的影响。     

无网格RPIM法在电磁建模中的应用及发展趋势

无网格法对网格依赖性较弱,避免了时域有限差分法等基于网格的数值方法中可能出现的网格畸变和边界条件难以处理等问题。无网格RPIM法,通过引入FDTD数值计算方法及原理,提高了算法的适应性和计算精度和速率。另外,还对无网格RPIM法在电磁建模进行了深入研究,并对无网格RPIM法和FDTD方法的内存损耗、计算速率等参数进行了比较。最后,对无网格RPIM法的未来发展做了展望。     

地震波场数值模拟有限差分格式对比研究

在应用有限差分法地震波场数值模拟过程中,采用细网格剖分模型可以提高数值模拟的精度,但却降低了数值模拟效率。针对这一现象,本文分别对交错网格数值模拟和可变网格数值模拟进行研究,并对同一个二维复杂介质模型分别进行数值模拟计算,在不同的网格剖分方式下得出不同的地震记录。以此来比较交错网格与可变网格的计算效率与模拟精度,进而对实际生产提供借鉴。     

基于不同湍流模型平板流动特性研究

本文以二维平板为研究对象,使用七种湍流模型对高雷诺数平板湍流的水动力特性进行了数值计算,通过壁面摩擦系数Cf、摩擦阻力系数Cd、出口处的速度分布与理论经验公式的对比验证计算结果的准确性和精度,并对影响数值模拟分析结果的相关因素(边界层网格特性和湍流模型)进行分析和研究。计算结果表明:当选取的边界层网格y+接近30时计算得到的Cd、Cf可靠性较好,与理论值接近;湍流模型对数值模拟结果的影响并不是孤立的,需要与选择的网格相互配合,才能达到很好的计算精度。     

复合材料开口有限元建模方法研究

复合材料开口会引起应力集中,导致孔边应力梯度较大。在开展数值分析时,有限元网格尺寸对孔边应力计算精度影响较大。为获得高精确性的数值结果,提高计算效率,本文通过开展复合材料开口层压板在单轴和双轴两种载荷状态下孔边应力应变分析,研究在不同载荷状态、开口尺寸及铺层比例下,有限元网格尺寸与数值计算精度的关系,为复合材料开口层合板的有限元建模提供方法依据。     

封头开孔接管应力集中计算精度的研究

对球形封头上不同开孔率的接管在内压作用下的应力分布进行了有限元分析计算，对接管根部表面及内部各点的弹性应力采用各种不同精度的有限元网格得出的计算值进行了对比分析，并且对接管根部各载面进行了应力线性化处理，得出了不同精度的网格和接管极部不同的过渡形式下的薄膜应力分成，弯曲应力成分和峰值应力成分，分析研究了接管根部不同的过渡形式对薄膜应力集中，薄膜加弯曲应力集中和表面应力集中的影响及不同精度的网络对这些应力集中计算精度的影响。     

旋流分离器流场模拟研究方法优化选择

对旋流分离器流场计算流体力学研究中的湍流模型、网格划分方案、控制方程离散格式及计算步骤等内容的选择进行了分析. 通过与流场测量数据进行对比,指出雷诺应力模型比RNG k-e模型更能表征分离器切向速度场的组合涡特征;非结构六面体网格划分方案的预测结果更精确;二阶迎风格式的模拟精度并不一定比QUICK格式的模拟精度差,在分离器结构设计及网格划分较复杂的情况下,推荐使用二阶迎风格式;在PISO算法的非稳态计算条件下,收敛残差量级可达10-6以上. 优选的流场模拟研究方法可用于分离器流场分析及指导分离器工程设计.     

亚格子过滤双流体模型的网格依赖性

基于双流体方程和颗粒动力学理论的计算模型被广泛应用于流化床的气固两相流数值计算,高精度网格是其准确计算流动的必要条件。一些经典的微尺度阻力模型,其网格尺度决定其模拟结果的精度。亚格子过滤双流体模型是一种有效的适用于粗糙网格的计算模型,其包含的气固相间作用力和颗粒相应力本构方程是在高精度网格条件下,以微尺度双流体方程和颗粒动力学理论计算得到的气固流场为基础,对计算结果进行小尺度过滤后得出。使用亚格子过滤双流体模型替换基于颗粒动力学理论的双流体模型,针对同一物理问题,在不同网格尺度下进行了数值计算,结果表明此计算模型相比经典阻力模型具有较好的网格无关特性,并且和实验结果较为一致。同时也对颗粒动力学理论与之相结合进行了尝试,即仅使用亚格子过滤阻力模型,颗粒相应力仍然使用颗粒动力学模型,其计算结果的网格无关性及与实验值的吻合程度优于经典模型。     

含轴向内表面长裂纹管道网格模型生成方法研究

介绍了一种基于三维有限单元法计算面形裂纹应力强度因子的方法,建立了一种创造三维有限单元网格模型的途径并编写了模型生成、网格划分、加载求解、计算断裂参量的宏命令流。模型方法的精度通过算例并与已有的EPR I延性断裂手册中的解进行比较得到了说明。     

用有限元仿真计算法研究纳米磁性流体密封的磁场分布

采用ANSYS分析软件进行纳米磁流体密封结构的有限元分析,确定单元网格划分精度和模型的边界条件等计算参数,对磁场分布进行仿真计算,求出每级的磁感应强度差,使磁流体密封装置密封能力的计算变得快捷而有效。     

基于加权平均算法和Middle Plane网格的保险杠开模收缩率预测方法

基于Middle Plane中性面网格类型及加权平均算法的保险杠开模收缩率的仿真预测流程。收缩率仿真计算的精度,与网格模型、材料参数、进胶系统、工艺参数等因素相关。网格模型中主要壁面的网格密度要分布均匀,网格质量满足一定标准要求。模流分析采用的UDB文件需要含有高质量标准的CRISM模型参数、实测收缩率数据、PVT曲线及黏度曲线。进胶系统设置与实际注塑过程相同,包括冷、热流道及浇口尺寸。模流分析采用填充+保压+翘曲分析序列,考虑模具热膨胀和角效应。基于模流分析模型计算得到网格单元的各向同性收缩率值并按照一定间隙值进行统计,利用加权平均公式计算得到开模收缩率预测值。与实际模具开模收缩率比较发现:当间隙值取为0.05%时,采用该加权平均公式计算得到的开模收缩率预测值与实际误差值为0.004%。本文提出的保险杠开模收缩率仿真预测方法的精度在多个保险杠项目上也得到验证。     

一种基于伪Wigner-Ville分析的动态优化问题网格重构策略

为了解决控制向量参数化方法逼近精度和计算时间之间的矛盾,提出了一种基于伪Wigner-Ville时频分析的控制向量参数化方法。该方法首先给定较少的网格进行第一次优化迭代,快速获得控制变量的大致轨迹。然后通过伪Wigner-Ville分析得出不同时间网格节点瞬时频率变化对性能指标的影响,籍此对原有网格节点进行重构,包括对时间节点的消除、细化。并且结合变时间节点控制向量参数化方法的思想,将瞬时频率为极大值时对应的时间节点作为待优化参数,与控制变量一同进行求解优化,从而找到准确的最优时间切换点。三个经典的化工反应实例用于验证所提方法,计算结果表明:与传统的控制向量参数化方法和文献结果相比,所提方法可以更有效地重构时间网格,找到准确的时间切换点,不仅计算成本低,而且计算精度更出色。     

一种基于伪Wigner-Ville分析的动态优化问题网格重构策略

为了解决控制向量参数化方法逼近精度和计算时间之间的矛盾，提出了一种基于伪Wigner-Ville时频分析的控制向量参数化方法。该方法首先给定较少的网格进行第一次优化迭代，快速获得控制变量的大致轨迹。然后通过伪Wigner-Ville分析得出不同时间网格节点瞬时频率变化对性能指标的影响，籍此对原有网格节点进行重构，包括对时间节点的消除、细化。并且结合变时间节点控制向量参数化方法的思想，将瞬时频率为极大值时对应的时间节点作为待优化参数，与控制变量一同进行求解优化，从而找到准确的最优时间切换点。三个经典的化工反应实例用于验证所提方法，计算结果表明：与传统的控制向量参数化方法和文献结果相比，所提方法可以更有效地重构时间网格，找到准确的时间切换点，不仅计算成本低，而且计算精度更出色。     

不同外推法及网格精度对焊接接头疲劳寿命计算结果的影响

针对EN 13445中使用外推法估算焊趾处的结构应力,探讨不同的外推法、不同的网格精度以及不同的表面应力取法对疲劳寿命计算结果的影响,对工程上压力容器焊接接头处的疲劳寿命计算具有参考意义。     

搅拌槽内近桨区流动场的数值研究

利用滑移网格方法，采用三种不同密度的网格，计算了六直叶涡轮搅拌桨的三维流动场。利用数值方法得到了桨叶附近流动场中产生的尾涡，并将不同密度网格下的数值模拟结果与实验数据进行了比较。计算结果表明，在高密度的网格下可以清楚地观察到桨叶附近所产生的尾涡，其大小与实验结果一致，但尾涡衰减较快：叶端的径向与切向速度分布与实验值吻合较好，加密网格对最大径向及切向速度的预测精度有明显提高；即使采用很高的网格密度，对湍流动能的预测仍然偏低。     

基于REDIM方法构建的亚网格燃烧模型及其应用

将近年发展的详细反应机理简化方法:反应-扩散流形(REDIM)方法与假定滤波密度函数相结合,构造了新的亚网格燃烧模型。由于REDIM方法既能描述快速反应状态又能描述扩散过程起主导作用的慢速反应状态,因此新构造的燃烧模型理论上可用于计算扩散和化学反应均起重要作用的湍流部分预混燃烧及分层燃烧模式。为了验证其性能,利用新模型对基准的Darmstadt湍流分层火焰燃烧器进行了大涡模拟(LES)计算:首先分别采用粗、细两种网格对无反应湍流状态进行了计算,以检验网格精度;随后对一个有分层效应的湍流燃烧状态进行了计算。LES计算得到的速度、温度、组分等统计信息与实验结果吻合良好,验证了新亚网格燃烧模型在预测湍流分层火焰方面的能力。     

高阶精度交错网格有限差分法正演模拟及完全匹配层吸收边界

波动方程描述了波的传播过程,其非线性特征使得求解过程极为复杂且计算量很大。通过数值模拟刻画波场传播十分重要。常见数值模拟方法有两类,分别是基于射线的方法和基于波动方程的方法。有限差分正演模拟是基于波动方程的正演方法。本文实现了高阶精度交错网格有限差分正演模拟,同时添加了完全匹配层(PML)吸收边界条件。计算结果表明,高阶精度交错网格有限差分数值模拟能有效抑制频散,PML吸收边界对边界的压制效果良好,几乎没有边界反射波。