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。     

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。     

非线性有限体积法大旋转问题研究

为了研究有限体积法在非线性大旋转问题中的应用,本文提出了一种改进的距离加权插值算法的大应变有限体积方法(LS-FVM)。针对圆盘大旋转问题,对比了传统距离加权插值法、最小二乘法以及改进的距离加权插值法对网格移动的影响。分析了不同精度的梯度算法以及载荷增量对大旋转圆盘内应力分布的影响。计算结果表明,采用传统距离加权插值法移动网格会在网格边界引入较大的数值误差,通过引入边界单元中点的影响,改进后的距离加权插值算法可以有效提高边界网格移动的数值精度。大旋转问题对梯度算法的精度要求较高,采用Gauss梯度算法会导致不真实应力的出现,应选择具有更高精度的最小二乘梯度算法进行网格单元中心梯度的计算。在较大增量载荷步下的LS-FVM仍具有很好的数值精度。     

二维有限元重合网格法网格特性研究

有限元重合网格法作为一种自适应有限元法和多尺度计算方法,目前受到了研究者们的广泛关注。文中首先简介了二维线弹性断裂力学中有限元重合网格法的原理;其次为获得最少网格数量下最精确的数值结果,研究了重合网格法中全局模型和局部模型网格大小和网格数量的关系以及对计算精度的影响;最后就影响重合网格法精度的局部模型的选择进行了讨论。     

超限映射法的四边形网格划分技术研究

针对在有限元网格划分中进行网格映射的时候出现的映射精度方面的问题,通过引入数值传热学中的无限插值法即超限映射法来实现计算平面对物理平面的精确逼近,提高了网格划分的精度以及单元网格的性态重量,并较为系统地介绍了边界离散、节点编码以及网格质量光顺的方法,最后给出了应用实例.     

利用Ringleb流动对有限体积法精度的研究

利用有精确解的Ｒｉｎｇｌｅｂ 流动构造了用于检验流场计算精度的工具,并用这种工具对中心有限体积法的精度进行了研究。深入讨论了网格、边界处理、人工粘性等对计算精度的影响。结果定量地证明了改善边界处理的精度、网格的正交性,包括边界正交性和场内正交性,都可以提高流场计算的精度。为了减少人工粘性对无粘流计算的干扰,应该尽量降低人工粘性系数。     

贴体网格的生成方法及其在天然河道数值模拟中的应用

由于生成网格质量的优劣直接影响流场计算的精度和效率,在对目前常用的几种网格生成方法进行比较的基础上,提出了代数法和偏微分方程相结合的一类新的混合方法。该方法能有效地控制所生成网格的疏密,且在边界处有良好的正交性。通过具体算例,说明该生成方法具有良好的可靠性和较强的适应性等特点,可以用于解决天然河道、水库等不规则边界网格生成问题。     

边光滑有限元-边界元耦合法计算二维瞬态涡流场

为了提高二维瞬态涡流场的计算精度与速度,结合边光滑有限元法计算精度高和边界元法占用计算机内存少的优点,提出一种基于边光滑有限元法——边界元法相结合的混合算法(ES-FEM-BEM)来计算二维瞬态涡流场.在相同网格划分密度下,相较于传统的有限元-边界元耦合算法(FEM-BEM)而言,该混合算法具有明显提高计算精度的优点.同时建立了二维脉冲线圈-铝板模型,并对铝板表面的磁场强度进行计算.结果表明:在网格划分密度相同的情况,ES-FEM-BEM的计算结果与测量结果的最大相对误差只有3.4%,而FEM-BEM的计算结果与测量结果的最大相对误差达到31.8%.基于边光滑有限元法和边界元法耦合的混合算法,可为瞬态开域涡流场分析提供重要的参考依据.     

基于Hammer积分的三维地面磁共振高精度正演方法

为满足三维地面磁共振正演计算的精度要求,本文提出了基于非结构不均匀四面体网格的Hammer积分算法。首先利用有限元方法实现了对地下空间的三维磁场计算,完成了地面磁共振灵敏度核函数表达式的推导。针对现有地面磁共振正演方法中常规网格尺寸大、计算精度差、细化网格尺寸小、但是数量大的问题,应用Hammer积分在常规网格中完成核函数的高精度计算。三维核函数和3个含水模型的正演仿真实验表明:基于Hammer积分的地面磁共振正演方法具有网格少、计算节点少、积分精度高的特点,能够高效解决核函数的正演计算问题。     

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.     

用结构化语言处理洪水二维计算中的边界问题

采用结构化较强的Ｃ语言解决洪水演进的二维非恒定流计算中的边界问题,用Ｃ语言的结构体功能描述边界属性,处理边界附近的区域,这样能良好反映实际边界条件;吸收了规则网格和不规则网格各自优点,同时避免两者的不足,建立了复合网格模式,该方法对大面积洪水泛区计算具有较强的适用性．     

平面二维河床粗化层的数值模拟

基于三角形网格划分 ,应用破开算子原理 ,建立了平面二维非均匀沙水流泥沙数学模型 ,并使用了平面二维非均匀沙水流挟沙力公式 .着重对河床冲刷过程中悬移质含沙量、河床变形和床沙级配等沿时空变化特性进行了计算分析 ,模拟了概化河道中床沙粗化层的形成过程 .数值实验表明 ,该方法边界符合良好 ,计算量小 ,能准确地模拟出河床冲刷过程中水沙的变化规律     

基于二分法的六面体网格生成算法实现

有限元分析的精度和效率依赖于网格数量与质量。对于复杂的三维模型,目前还没有一种有效的算法能自动生成高质量的六面体网格。在八叉树法的基础上,通过模型几何特征的识别,依据模型特征构建平衡八叉树,二分法模板加密过渡单元,保留内部网格并将边界点投影至模型表面形成最终网格,实现了六面体网格的生成。利用Laplace节点平滑技术优化网格质量,并采用Scaled Jacobian标准对生成的六面体网格质量进行评价。实验分析表明,网格质量符合有限元分析要求。     

一种改进的区域增长三角剖分方法

传统的区域增长三角剖分方法很难保证含有尖锐边界的物体表面网格剖分的正确性,针对这一问题,本文提出一种改进的区域增长三角剖分方法。通过引入并计算边界边的权值来确定网格生长的方向,网格生长过程是由权值小的边逐步扩展到权值大的边,从而实现物体表面由＂平坦＂到＂不平坦＂的剖分过渡,并且相应的网格拓扑操作及队列更新机制保证了边界边队列的正确性。实验表明,该方法能生成反映原始物体表面形状的三角网格,并成功实现了对含有尖锐边界的物体表面的三角剖分。     

利用三角剖分算法进行小天体物理属性计算

提出了一种利用三维散乱点对小天体表面进行三角剖分,并对小天体的多个物理属性进行估计的简单快速算法.先将小天体表面的散乱点映射到单位球面上,再进一步映射到平面上进行三角网格剖分,避免了非凸边界对原有拓扑结构的破坏.在形成三角网格的基础上,将对体积的积分转化为对多面体顶点坐标的计算,并采用分割小四面体的算法简化了利用格林公式进行多次积分转化的计算过程,从而求出小天体的体积、表面积、质心、转动惯量、惯量主轴及其引力势、引力场分布等多个重要的物理量.通过仿真分析了散乱点数目对计算精度的影响,验证了该算法的正确性.     

射流泵内流场的大涡模拟

阐述了二维弱可压缩流体流动控制方程和大涡模拟湍流模型.基于该模型对射流泵各种运行工况进行了一系列数值模拟计算.计算中模拟了异常边界条件下射流泵的流场特性,重点模拟喷嘴出口回流旋涡并给出了可视化描述.对不同计算网格数和大涡模拟系数对计算结果的影响也作了论述.提出的网格生成和数值模拟方法具有较高的效率,计算结果可靠.     

强夯加固机理的大变形数值分析

强夯过程的动力响应问题非常复杂,理论上难以用解析方法进行分析和求解,目前已有的数值分析方法多为小变形分析方法.考虑到强夯过程中实际土体的变形基本上属于大变形,因此采用大变形几何非线性有限元法分析强夯加固机理.在强夯计算模型中,引入P波阻尼和S波阻尼的概念来说明土体的材料阻尼特性,同时运用改进人工边界法来模拟波在人工边界上的传播.为了保证模型的网格稳定,计算程序中增加了液化单元分析.通过一个工程实例,对其加固深度、变形特征、应力分布进行了数值分析,对比结果验证了强夯大变形分析的正确性     

SF6断路器开断电场和气流场统一求解的研究

应用ANSYS商用软件包对500 kV单断口高压SF₆断路器内部的电场、流场进行了二维建模与求解的研究.断路器的介质恢复特性决定于开断过程电场和流场的相互作用，由于两者计算区域不同，而且其计算边界条件又有差别，从而导致数值计算时网格生成很难达到完全一致，从而导致计算精度受到直接影响.因此，从解决网格生成入手，进行了其电场、气流场的数值求解研究，得到了断路器内部电场、流场情况分布图，并对结果加以分析，为高压SF₆断路器的绝缘设计提供了理论依据.