瞬态热传导温度场不确定性区间数值分析

针对具有区间参数的瞬态热传导问题,建立了一种瞬态热传导温度场不确定性分析的求解模式。在空间上,采用八节点等参元技术进行离散,并且考虑了非均质和参数分布的影响。利用基于单元分析的区间有限元法和矩阵摄动理论,将不确定性系统进行分离,分别建立确定性部分和不确定性部分的有限元模型。时间域上,引入时域精细算法进行离散求解,进而得到瞬态温度场响应的区间范围。数值算例取得了满意的结果,结果表明所提求解模式的可行性和有效性。     

区间参数空间结构的瞬态温度场数值分析

针对含有区间参数的空间薄壁圆管结构,基于区间分析理论,给出其在持续热流作用下瞬态温度场问题的区间分析方法。将结构所有物性参数均视为区间变量,建立了空间结构的瞬态热分析有限元模型,对该模型在空间域上利用有限元离散,在时间域上利用差分递推。基于区间扩张理论和Taylor级数展开,利用矩阵摄动方法求解,获得了区间参数结构的瞬态温度场响应的区间范围。通过算例的计算结果与参考文献结果的对比,显示了文中计算模型的合理性和方法的有效性。     

结构静力分析的区间摄动有限元法

基于新的区间参数系统响应界值的评估方法,推导了基于Taylor展开的区间摄动有限元法和区间参数摄动有限元法的高阶求解方法。并提出了一种新的区间摄动有限元法,该方法将刚度矩阵的逆矩阵用一系列Neumann展开级数来表示,最终得到结构响应摄动量的上下界限,是对结构响应鲁棒性的一种直接评估,因此称之为区间鲁棒摄动有限元法。比较了三种区间摄动有限元法的计算精度和计算效率。算例结果表明：区间鲁棒摄动有限元法具有较好的精度,能够适用于大型航空航天结构的不确定分析和优化。     

瞬态热传导区间反演分析

基于区间有限元和矩阵摄动理论, 引入同伦技术, 建立了瞬态热传导不确定性区间参数反演识别的数值求解模式。利用测量信息和计算信息的区间残差构造同伦函数, 将反演识别问题转化为一个优化问题进行求解。时间域上, 引入时域精细算法进行离散, 空间上, 采用八节点等参元技术进行离散, 并结合区间有限元法, 建立了便于敏度分析的不确定性正反演数值模型。该模型不仅考虑了非均质和参数分布的影响, 而且也便于正演和反演问题的敏度分析, 可对导热系数和热边界条件等宗量的区间范围进行有效的单一和组合识别, 并给出了相关的数值算例。数值结果表明了所建数值模型的有效性和可行性, 并具有较高的计算精度。     

非均质材料瞬态热传导的时域自适应等效分析

为实现非均质材料瞬态热传导的时域自适应等效分析,提出了一种分析线性非均质材料瞬态热传导的等效模型,用来预测等效性能并评估宏观温度场的等效行为;基于时域自适应算法,将瞬态热传导方程在时段上展开,结合渐进展开均匀化技术,得到递推格式的等效热传导方程,再利用有限元方法得到等效瞬态温度场求解模型.在实现等效分析的计算中,可通过自适应计算避免时段大小变化时可能出现的计算误差.通过数值算例,将等效分析的计算结果与基于ANSYS的有限元非均质解进行了比较,结果是令人满意的.     

半导体问题的特征有限元方法和H1模估计

研究三维热传导型半导体瞬态问题的特征有限元方法及其理论分析,其数学模型是一类非线性偏微分方程的初边值问题。对电子位势方程提出Galerkin逼近;对电子、空穴浓度方程采用特征有限元逼近;对热传导方程采用对时间向后差分的Galerkin逼近。应用微分方程先验估计理论和技巧得到了最优阶H^1误差估计。     

结构区间有限元方程组的一种解法

针对结构静力区间有限元方程组的求解提出了一种简易解法。该法将含区间变量的整体刚度矩阵在区间变量的中值处进行一阶泰勒式展开。在对刚度矩阵展开式进行近似处理之后,将刚度矩阵的逆矩阵用一系列的Neumann展开级数来表示。为减小区间运算的扩张,利用区间乘法运算的次分配律和相关运算规则,导出不确定结构响应量上界、下界的计算式。几个算例结果分析表明:该方法具有较好的精度,是可行和有效的,且易于编程实施。     

瞬态热传导问题的修正变分原理及其数值算法

本文采用拉格朗日乘子将本征边界条件引入到瞬态热传导问题的泛函方程,通过变分原理得到了其修正泛函.采用Galerkin无网格法在空间域内进行离散,得到瞬态热传导问题的半离散方程;在时间域上通过与Romberg积分相结合的精细积分法求解,并且推导了瞬态热传导方程中精细积分的普遍适应的公式,结合数值算例对方法的有效性和精确性进行了验证.     

雷管准爆率的几种估计方法

雷管的准爆率如何估计？本文给出矩估计法、贝叶斯估计法、区间估计法,并对各种方法加以分析比较,认为贝叶斯估计法在工程爆破中最为适用。     

雷管准爆率的几种估计方法

雷管的准爆率如何估计？本文给出矩估计法、贝叶斯估计法、区间估计法，并对各种方法加以分析比较，认为贝叶斯估计法在工程爆破中最为适用。     

一种可适用于瞬态辐射换热问题的蜂窝夹芯壳体有限单元

提出一种三层32 结点温度壳单元, 对蜂窝夹芯复合材料壳体的瞬态温度场进行了有限元分析。分别假定上下面板与芯层沿厚度方向的温度分布规律, 事先近似满足上下表面的热边界条件及层间的温度连续条件, 以消减总的自由度数。壳体内外表面可以同时考虑热流、对流及辐射换热边界条件, 并通过温度的后处理使芯层温度场也满足层间的热流连续条件, 从而进一步提高温度场计算的准确性。两个实例分析验证了所提出单元的可靠性与有效性。     

对流换热边界下变物性梯度功能材料板瞬态温度场有限元分析

用有限元法和有限差分法相结合的方法,分析了由 ZrO₂和Ti-6Al-4V组成的变物性梯度功能材料板在对流换热边界条件下的非线性瞬态热传导问题,检验了方法的正确性,给出了对流换热边界下的瞬态温度场分布,并与不考虑变物性时的结果进行了比较。结果表明:在精确计算瞬态温度场分布时,变物性是影响梯度功能材料板瞬态温度场的最重要因素之一。此外,材料组分的分布形状系数、环境介质温度和对流换热系数的变化对变物性梯度功能材料板的瞬态温度场分布均有明显的影响。此结果为材料设计和进一步的热应力分析提供了准确的计算依据。     

超流氦传热中的几个特殊物理问题相界面问题以及压力效应

根据传热实验及理论研究,提出了超流氦传热中的几个特殊物理问题的研究课题,本文深入研究了超流氦传热中的相界面问题以及压力效应。     

谐波热作用下墙体温度场的解析解

超长结构设计时应分析墙体温度场变化产生的温度应力,以控制温度作用墙体产生裂缝.针对谐波热作用下的单层墙,采取变量分离法求解第一类边界条件下的热传导微分方程,得到单层墙温度场的解析表达式.以此为基础,采用两层墙接触面处温度和热流相等的基本假设,推导了谐波热作用下第一类和第三类边界条件时多层墙温度场的解析解,为墙体温度应力分析和裂缝控制提供了理论基础.利用推导的墙体温度场计算公式,对外墙外保温墙体的温度场进行了分析和研究.     

A HIGHER ORDER EXPANSION METHOD FOR OPTIMUM DESIGN OF STRUCTURES FOR SPECIFIED FUNDAMENTAL EIGENVALUE

A higher order expansion method is presented for optimum design of structures for specified fundamental eigenvalue. The design function, fundamental eigenmode and total volume are expressed in terms of the Taylor series expansion with respect to the specified fundamental eigenvalue. A solution with null design function, where all the eigenvalues degenerate to null, is chosen as a trivial initial solution, and higher order terms are incorporated. By using the proposed method, a set of optimum designs for a wide range of fundamental eigenvalues is easily found. The proposed method is applied to an Euler-Bernoulli beam and expanded forms are presented analytically for a simply supported beam. The method is then extended to a plane truss, and the results are compared with those by an optimality criteria method.     

对流边界条件下竖板降膜除湿过程中传热传质的数值模拟

针对竖板降膜(层流)溶液除湿空调系统,建立了溶液降膜过程传热传质的数学模型,给出了对流换热边界条件下过程的数值解.模拟了三种不同冷却条件下的降膜除湿过程.结果表明,当对流换热系数较小时,与绝热边界有相似的发展趋势;而当对流换热系数较大时,则接近于等温条件下的规律.同时,模拟结果还给出了不同的无量纲吸收热λv和刘易斯Le对降膜内Nusselt数和Sherwood数的影响,表明无量纲吸收热的改变不影响Nu数和Sh数在流动方向上的最终渐近值.     

CMC液体垂直向下流动沸腾传热

用大电流直接通电加热不锈钢管，进行了高粘流体流动沸腾传热实验研究，建立了流动沸腾传热给热系数关联式。     

SENSITIVITY ANALYSIS FORMULATION FOR THREE-DIMENSIONAL CONDUCTION HEAT TRANSFER WITH COMPLEX GEOMETRIES USING A BOUNDARY ELEMENT METHOD

A special boundary integral formulation had been proposed to analyse many engineering problems of conduction heat transfer in complex three-dimensional geometries (closely spaced surface and circular hole in infinite domain or simple modification of it) by Rezayat and Burton. One example of such geometries is the mold sets in the injection molding process. In this paper, an efficient and accurate approach for the design sensitivity analysis (DSA) is presented for these kinds of problems in the similar complex geometries using the direct differentiation approach (DDA) based on the above special boundary integral formulation. The present approach utilizes the implicit differentiation of the boundary integral equations with respect to the design variables (radii and locations of circular holes) to yield the sensitivity equations. A sample problem (heat transfer of injection molding cooling system) is solved to demonstrate the accuracy of the present sensitivity analysis formulation. Although the techniques introduced here are applied to a particular problem in heat transfer of injection molding cooling system, their potential application is quite broad.     

冲击波作用下悬臂梁瞬态响应的传递函数方法

利用传递函数方法对爆炸冲击波作用下的悬臂梁进行分析，得到其瞬态响应的封闭形式的解析解。首先，针对给定的爆炸冲击波载荷和初始条件，对梁的控制方程和边界条件进行Laplace变换，然后通过引入状态向量将其改写成状态空间形式，并利用传递函数方法求得其在频域内的解析解，最后利用Crump方法并结合ε算法进行Laplace逆变换，求得悬臂梁在时域内的瞬态响应。给出数值算例，通过与有限元的比较验证了方法的正确性。