天然分汊河道平面二维水流泥沙数值模拟研究

基于无结构化网格,采用有限元方法,建立起一种适合于分汊河道的平面二维水沙数学模型,模型采用质量集中的简化处理和预估校正的时间推进算法,较好地解决有限元计算存储量和计算速度。并以武汉天兴洲汊道段为例,进行水沙验证计算,验证结果与实际符合较好,证明模型能较好地模拟天然分汊河道的水流泥沙运动及河床变形情况,因此可为分汊型河道的整治提供技术支持。     

二维溃坝水波MAC方法数值模拟

采用ＭＡＣ方法求解原始变量不可压缩非定常带自由面问题的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，对二维水坝瞬间溃决所产生的溃坝水波进行了数值模拟，计算结果表明，在坝溃决的很短时期范围内，液体运动的任一船直断面上，均不符合静压分布，自由表面的形状类似一抛物线。     

里兹近似方法与数值方法的比较分析

在系统地介绍里兹变分近似方法的基础上,通过一个直角坐标系和一个圆柱坐标系的算例,对稳态热传导问题进行了计算,同时与数值解和精确解进行比较分析.由此可把近似分析解法用于求解各类复杂的非线性问题.     

叶栅内部粘性流场的数值模拟

提出了一种求解叶栅内部粘性流场的新方法,并用该方法求解了任意曲线坐标系下的时间相关Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程,该方法采用有限体积离散,对无粘通量采用Ｃｈａｋｒａｖａｒｔｈｙ－Ｏｓｈｅｒ的三阶精度ＴＶＤ格式,对粘性通量采用中心差分格式;并且在边界处理上采用直接将边界条件施加于物理边界上的方法,使得边界条件更加符合真实情况,对叶栅内部粘性流场的计算表明,该方法能够反映叶栅内部的流动情况。     

复杂流场的二维数值模拟方法

提出了基于二维数学模型对溢洪道下游三维复杂运动流场进行模拟计算的一种新方法.通过对泄洪建筑物下游河道复杂流场水流运动及河床冲刷状况的分析,研究了自由面流消能区水流扩散方式、流动特征及相关水力要素的概化确定.根据主流下回流区和表层水股之间质量交换很小的特点,提出了把底部回流区域作为河道无实际过流部分,即修正河流下边界条件,对溢洪道挑坎下游复杂流场进行二维数值模拟的方法.利用上述方法对某工程实例进行了数值模拟计算,计算结果与实际流场状况比较一致,较为真实地反映了自由面流区的流动.     

一种改进的二维大地电磁场有限元数值模拟方法

目的提出一种改进的有限元算法,解决计算机处理地质资料时编程复杂、存储量大、运算速度慢、模型设计复杂等问题．方法采用有限元法对二维地电模型进行剖分,在计算网格的基本结构上,通过对泛函极值求解过程的分析,得出完全类似于有限差分法中的显式迭代格式．结果实验结果表明利用该方法计算的视电阻率值误差较小,在电场和磁场两种极化模式下有较高的分辨率．结论将迭代法应用于泛函求解过程中,避免了生成刚度矩阵,克服了传统有限元法在二维地电模型应用中存储量大,计算速度慢的缺点．     

挡墙形状对二维爆炸场影响的数值模拟研究

研究二维爆炸场中挡墙的形状对冲击波传播的影响 .在整个模拟过程中不考虑外力、外源和热交换的影响 ,采用流体网格得到了可压缩流体的偏微分守恒方程 ;并且通过使用多流体网格方法及运用“和”分裂格式完成了输运步的计算 ;同时对于爆轰产物采用了JWL状态方程 ,并将空气简化成理想气体 .最终获得了挡墙的两侧边缘的形状对冲击波传播影响的具体情况 ,并列出了二者之间的关系 .可以看出靠近爆源一侧的挡墙形状对冲击波传播的影响更明显 .     

二维叶栅湍流流动的数值研究

用N-S方程计算了多个透平和压气机叶栅,通过具体算例与实验结果相比较,验证了计算程序的准确性和可靠性。比较了B-L、高雷诺数k-ε和低雷诺数k-ε模型在工程应用中的优缺点。     

广义杂交/混合有限单元

应用新的具有三类独立自变函数的弹性力学广义变分原理,首次给出了它的一种放松了连续性要求的修正形式,基于此修正形式,建立了一个广义杂交/混合单元模式。平面问题算例证明,此单元具有列式简单、收敛速度快、计算精度高、易于克服自锁定和寄生零能模态、对不规则网格划分和应力集中问题性质稳定等优点。为新型广义变分原理的应用,作了有效的尝试,也为新原理的建立提供了有力的支持。     

拉氏乘子法在广义变分原理和有限元素法中的应用

在弹塑性力学的广义变分原理的研究中,广泛应用Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子法,我国学者对Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子是否唯一的问题进行了有益的讨论。本文通过研究弹性力学的广义变分原理,讨论了从一个角度看问题,Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子是唯一的,从另一个角度看问题,Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子又是不唯一的,两种观点反映了同一事物的两个不同的侧面。通过研究有限元素法中的位移杂交的混合元模型和应力杂交的混合模型,论述了有时有某个局部区     

有限元分析中开挖释放荷载计算的讨论

针对采用有限元法进行开挖仿真分析中的释放等效荷载计算问题 ,比较了几种常见的计算方法 ,从有限元分析理论出发 ,给出了按单元积分计算开挖释放载荷的基本公式 ,这是一种方便的释放荷载计算方法 .还就目前开挖释放荷载计算中的一些问题提出了看法     

应用Gurtin变分原理求解板动力问题的样条有限元法

以Ｇｕｒｔｉｎ变分原理为基础,空间上应用样条有限元法,时间域上采用逐步代换的方法,建立了计算板动力问题的样条有限元法,算例表明,与现有板动力分析方法相比本中的方法具有更高的精度。     

矩形截面管流动的康脱洛维奇解法

利用康脱洛维奇变分原理来求解矩形截面管不可压缩粘性流动的流速分布.计算结果表明,这种方法在工程中具有足够的精确度,并且计算过程及流速表达式简单,有一定实际应用价值.     

箱梁剪滞效应分析样条有限点法

为了研究箱梁剪滞效应,以能量变分法为基础提出一种箱梁剪滞效应分析的样条有限点法.对箱梁底板、顶板及悬臂板分设不同的纵向位移差函数,采用二次抛物线作为箱梁翼缘板纵向位移沿梁宽的分布函数,导出相应广义刚度矩阵和广义荷载列阵.分析了简支梁在均布荷载和跨中集中荷载条件下的剪力滞效应,与相应的试验结果和有限元数值模拟结果对比,验证了该方法的有效性和可靠性.     

FEM Analysis of Force Parameters During Hot Extrusion Expanding and Reducing Tube Process

In this paper,based on the plastic forming large deformation theory and thermodynamic elastic-plastic FEM,the process of expanding and reducing tube was analyzed by using nonlinear finite element software MARC.The coupled thermal-me- chanical models for the thermal-extrusion tube process were established,and the dynamic simulation to them was carried out.By the study on 3 D deformation regulation of the thermal-extrusion tube,the distribution of stress,strain and the curves between the force of extrusion and the distance were obtained.As a result,with only a small quantity of necessary experiments,the select of the schemes and parameters can conveniently be performed in the computers.So,not only large numbers of experiments can be avoided, but also trial-manufacture period is consumedly shortened and some costs may be saved.In addition,in order to validate our nu- merical calculation,an experiment of the tube made of 20 steel is presented in this paper.Good agreement is shown between mea- sured and predicted results of the theoretical analysis model.The study provides a scientific basis for parametric optimizations of the thermal extrusion expanding and reducing tube production equipment.At the same time,the method used in the present paper has important referential value for studying the similar thermal extrusion parts.     

数值模拟技术在金属成形过程中的应用

金属成形过程非常复杂,不能像常规机械设计那样进行比较精确的设计计算.现代制造业对塑性成形工艺分析和模具设计方面的高要求使得数值模拟技术在这一领域得到了广泛的应用.通过在计算机上描述整个挤压成形过程,计算分析成形过程中影响较大的一些因素,通过逐步修改逼近过程,以检查模具设计是否合理,以避免起皱、充填不满、自由边变形不合要求等缺陷.通过图象终端对分析结果及影响因素进行反复修改,以趋近最佳结果.最终达到代替或部分代替试验工作,提高设计效率和产品质量,节约资源以及人力、物力的目的.     

湿式与干式铺设方式地板采暖的数值模拟分析

本文对目前水系统低温地板采暖的湿式与干式两种铺设方式,利用有限元方法进行了数值模拟,对比了稳态情况下地板内部结构及表面的温度分布和地板上下热流密度比,并讨论了不同因素的影响关系.     

双应变广义变分原理及其有限元列式法

本文提出了双应变广义变分原理,并建立了有限元模型。