渗流计算中的三维非结构化网格下的自由面适应网格方法

在2维正交网格系统下自由面适应网格方法的基础上,提出了3维非结构化网格下的自由面适应网格方法.该方法在迭代求解渗流自由面时,无需改动网格,而是用映射的方法去让自由面适应既定网格系统,也不需要对出逸边界进行特殊处理,其方法简单,易于程序实现;通过将数值计算结果与甘油试验及室内砂槽模拟结果相对比,表明了该方法在3维非结构化网格系统中捕捉浸润面的精度较高,拓宽了自由面适应网格方法在3维带自由面渗流问题中的应用范围.     

金属凝固移动边界问题及其变分不等式求解法

本文针对金属凝固过程中相界面的移动边界问题，推导了变分不等式方程，并求解了若干算例，应用变分不等式方法来解决移动边界问题，可将定义于某一子域的微分方程拓展到全域进行救济求解，因而省略了采用适应网格有限元法所进行的关于移动边界的迭代计算与网格为形，使计算量减小，并具有良好的精度。     

结构动力响应分析的多重网格方法

提出了一种适合于有限元分析中求解结构动力响应的多重网格方法,该方法利用初始网格下的结果,通过双线性插值技术得到网格变化后新的近似位移向量,然后由多重网格迭代过程求解结构动力响应问题。在多重网格迭代的前光滑过程中,选择了共轭梯度法提高其收敛率;在粗网格校正过程中,给出了一种近似求解位移向量误差的方程;在后光滑过程中,选择了Jacobi松弛迭代提高解的光滑性。该方法将网格离散过程和数值求解过程结合在一起,建立了一个网格细分后结构动力响应问题的快速重分析方法,与传统有限元方法相比较,具有计算简便、迭代步骤少,运算时间短等特点,可以作为结构动力问题自适应有限元分析的一种十分有效的工具。同时,本文还给出了一种简单实用的时间步长划分的自适应方法。     

三体船兴波阻力计算的自由面网格快速生成

针对三体船Rank ine源计算方法的自由面网格快速生成问题,基于NURBS(非均匀有理B样条)曲线表达船体水线及自由面网格边界线,运用贴体坐标代数法生成自由面网格,开发了适用于三体船兴波阻力计算的自由面网格快速生成系统.该系统仅需输入必要的船体型值和几个控制参数即可快速生成三体船兴波阻力计算的自由面网格,并实现网格密度变化控制,避免了商用网格生成软件生成三体船自由面网格的繁琐过程,可用于带有方尾的三体船型自由面网格快速生成,提高了三体船兴波问题Rank ine源计算方法自由面网格划分效率.     

基于图像处理思想的激波捕捉自适应网格方法

为了平衡激波的捕捉精度和流场计算效率之间的关系,提出基于图像处理思想的激波捕捉自适应网格方法.将流场计算网格与图像像素类比,以较粗的网格覆盖流场全域,在需要较高分辨率的激波区域将网格进行细分;将算法嵌入到流场求解器中,根据流场求解结果自适应地增加网格密度,反复迭代该过程,直至达到所需的网格分辨率.以某型飞机超音速流动为例,对算法进行验证.结果表明,采用该方法能够有效地捕捉到激波附近的流场信息并在激波区域进行加密,提高了激波的辨识度;在加密区和稀疏区之间的过渡区域,该方法生成的网格更光滑,过渡更平缓,能够有效避免畸形区域的产生.     

非定常渗流计算的移动网格方法

本文应用一种基于调和映射的移动网格方法计算非定常渗流,该方法将偏微分方程求解与网格移动算法分开,且需要在新生成的网格上插值更新解.本文通过计算一个关于梯度的控制函数,使得网格加密与希疏化是随着水力梯度的变化自动实现的.从而提高整体解的精度.     

一种改进的代数重建算法及其实现

深入研究了代数重建算法求解中的迭代过程,从迭代次序入手,根据预先估计所得的每个超平面的伪误差大小来确定迭代投影次序,从而改变了传统代数重建算法迭代求解过程中所遵循的固定投影次序,且新的投影次序具有自适应的优点。实验结果表明,本方法求解的收敛速度及解的精度都有明显的改善。     

自适应双重点阵DOT图像重建

引入无网格方法替代传统有限元方法（FEM）,求解弥散光学层析成像（DOT）正问题,避免了FEM需要人工根据实际形状生成和调整网格的繁琐过程.优化形函数及各项参数,得到精确解.在求解逆问题时引入第2重较稀疏自适应点阵,能够根据重建迭代过程中的结果自适应调整分布和密度,一方面较大限度地减少了计算消耗,提高计算速度,另一方面抑制了问题的病态性,能够得到更鲁棒的结果.逆问题二维仿真实验表明,在噪声抑制、图像分辨率、网格依赖性方面该方法均优于传统方法.三维仿真实验和实物体模实验结果进一步体现了该方法的优势.     

基于多重网格法的三维有限元程序设计

为了提高普通有限元方法在解决大型工程计算问题时的收敛性和准确性.文中在普通有限元方法的网格信息预处理过程和迭代求解过程中加入了多重网格方法的迭代方法和校正技术,使其与有限元方法有机地结合在一起,成功地构造了一种多重网格有限元法,并用FORTRAN95语言编写了面向对象的源代码SAFEM.数值验证表明,此方法收敛稳定、快速,且具有很高的精度,在加密网格与ABAQUS网格同样的条件下,能使其数值解与理论解的相对误差在1%之内,比ABAQUS解的相对误差稍低,而计算时间远远短于ABAQUS的求解时间,显示出极大的工程实用价值.     

电大尺寸辐射问题的预修正多层快速多极子分析

为了提高多层快速多极子方法分析辐射问题的求解速度,提出了一种预修正的迭代求解方法．该方法在激励点附近的局部区域生成一个小的阻抗矩阵,以该阻抗矩阵求解出一个近似反映激励点附近区域特性的局部表面电流．待求电流与该局部电流之差与待求电流本身相比更加接近于初始零向量,因此将差值作为迭代过程中的未知向量进行求解,只需要较少的迭代步数即可收敛．对数值结果的分析表明,在保证计算精度不变的前提下,与传统多层快速多极子算法相比,该方法可以减少40%~50％的求解辐射问题时间．     

光纤连接器端面的显微干涉测试系统

介绍了一种基于显微干涉的光纤连接器端面的测试系统,干涉仪由Mirau干涉物镜和镜筒透镜组成,CCD相机采集干涉图样,经处理后得到相位分布图．采用Carre相位提取算法,无需进行特定步长的相移．对光纤连接器端面的表面形貌、曲率半径、顶点偏移进行测量,测量系统的横向分辨率可达到0．9μm,重复性测量精度为9．5nm．     

基于泰森多边形法的庆阳市面雨量计算

以甘肃省庆阳市为例,利用结合各雨量站点权重的泰森多边形法进行面雨量计算,分别采用AutoCAD2008软件进行人工网格划分和ArcGIS9．3程序进行自动网格划分,并与传统的算术平均法进行比较,探讨了雨量站对计算结果的影响、人为划分网格的主观性因素、泰森多边形法的精度问题等。结果表明,与算术平均法相比,基于泰森多边形法的两种网格划分下的面雨量计算结果更接近实际降雨量,雨量站与网格划分都是影响计算结果的重要因素。     

一边支承矩形板弯曲精确解法

一边支承矩形板由于边界条件的多样性导致板中内力分布的复杂性,现有解法存在计算方法不统一,计算精度低,适用范围小等缺陷.提出的精确解法将板的弯曲划分为广义静定和广义超静定两类,对于前者,提出一个统一的通解表达式并采用组合特解,该特解在满足板弯曲平衡徽分方程的同时,还可以满足支承边的挠度条件、自由边上剪力分布条件、自由角点集中力条件及柱支座处的反力条件,从而可以利用四边边界条件及柱支座处的位移条件直接求解.对于广义超静定弯曲,采用叠加法求解.逆向分析算例表明,本解法具有很高的计算精度.     

三维自由曲面力控制磨削系统

系统以磨削力跟踪控制为基础，实现磨削力和机床双闭环控制。该控制方法实现了不需要数控指令就能自由曲面进行磨削加工，并且在磨削的同时对砂轮摩损自动补偿，保证了加工精度。     

自由曲面与正弦曲面合成造型及其应用

提出自由曲面与正弦曲面合成造型的方法 ,由正弦曲线扫成生成正弦曲面 ,通过改变正弦函数的幅值、频率以及初始相位参数和自由曲面的控制网格 ,生成合成曲面的多种形状。该算法简单 ,易于控制 ,并用于地形模拟。     

基于正交贴体网格的VTI介质地震波数值模拟

为了解决规则网格有限差分法在处理起伏地表自由边界条件时需进行复杂坐标转换和插值运算的问题,以及对起伏地表进行阶梯状离散近似所产生的虚假散射波问题,将计算流体力学中的正交贴体网格生成技术引入到起伏地表下VTI介质的网格剖分中,采用基于同位网格的DRP/opt MacCormack有限差分法模拟起伏地表下VTI介质中的地震波场。网格的正交性使实施自由边界条件时无需做复杂的坐标转换和插值运算。数值算例表明,本文提出的网格剖分法能够有效消除阶梯状网格产生的虚假散射波,从而提高起伏地表下VTI介质地震波数值模拟精度。     

河道水流三维流速场的数值模拟研究

为了寻求一种先进的数值模拟方法来研究河段水流的流场特性,采用VOF紊流数学模型对大渡河安顺场堤防工程兴建河段建堤前后的水流流速场进行了三维数值模拟研究,模拟计算了该河段堤防兴建前后流速场内流速大小、方向、水位等的变化情况。计算表明,VOF紊流数学模型是一种处理复杂自由表面的有效方法。该法不仅具有稳定性好,灵活性强和精度高的优点,而且网格划分灵活,因此能较好地模拟不规则河道边界,很适合于天然河道三维水流流速场问题的数值模拟研究。     

Study on the Digital Manufacturing System of Ship Model Surface

Because a ship model surface (SMS) is a large double-curved 3-D surface,the machining efficiency of the cur- rent handcraft manufacturing method are very low,and the precision is difficult to control also.In order to greatly improve the machining efficiency and precision of SMS,based on the CAD/CAM/CNC technology,this paper proposed a model of SMS digi- tal manufacturing system,which is composed of five functional modules (preprocess module,CAD module,CAM module,post- process module and CNC module),and a twin-skeg SMS as an example,the key technologies & design principle of the nodtules were investigated also Based on the above research works,the first set of 4-axis SMS Digital Manufacturing System in China has been successfully developed,which can reduce the machining time of the twin-skeg SMS from 30 working days needed for the cur- rent handcrafting manufacturing method to 8 hours now,and which can control more effectively the precision of SMS also.     

基于散乱点云数据的曲面重构方法

散乱点云的三维重构有广阔的应用前景,通用高效的重构算法是研究重点之一,目前大多采用三角面片重构,与通用CAD/CAM系统中的四边域重构不兼容。本文提出一种在三角域上对散乱点云数据进行NURBS曲面重构的方法,结合了三角面片重构的灵活性与NURBS曲面重构的通用性。首先对测量点