拉氏分析方法的回顾与现状

拉氏分析方法在研究材料的动态力学性能特别是本构关系方面具有重要作用。本文对拉氏分析方法的基本原理、改进与应用以及目前的发展现状进行了分析总结。     

一种求解一维理想磁流体方程组的保正拉氏方法

拉氏方法在计算流体力学中扮演了一个十分重要的角色,并且十分适合于处理含有强磁场的物理问题,例如 Z 箍缩、托卡马克、惯性约束聚变等等。在这些物理问题中密度和热力学压力总是非负的。然而,运用数值格式对上述方程进行逼近时,得到的近似解并不能总是保持这种正性。为了处理这一问题,首先构建了一种拉氏 HLLD 近似黎曼解,这一近似黎曼解在合适的信号速度下可以保持保正性质。运用这一黎曼解,提出了一种求解一维理想可压缩磁流体方程组的守恒保正拉氏格式。最后,给出一些数值算例来证明方法的保正性。     

一维拉氏计算中交错格式与单元中心格式的数值研究

在拉氏计算中,根据流体速度未知量离散在网格位置的不同将计算格式分为交错格式和单元中心格式两大类．这两类格式各自在计算中取得显著的成果,但少有人关注这两种格式的对比．本文通过大量一维算例进行数值试验,系统研究了这两种格式的特点,并详细比较了两种格式的计算精度．结果表明：两种格式总体上均能较精确地刻画流场并捕捉激波和接触间断．交错格式由于引入了人工粘性导致在间断处的精度降低,且人工粘性的形式,参数会较大影响其计算结果;而单元中心格式能在间断处能保持一致精度,但其在计算中需要根据不同问题选择合适的数据重构方法和Riemann问题合适的近似解法．     

基于压力校正增量形式投影方法对含哥氏力的Navier-Stokes方程的误差分析方法

为解决流体力学中含哥氏力的Navier-Stokes方程中的哥氏力不可压及非线性问题,本文利用压力校正增量形式投影方法对含哥氏力的Navier-Stokes方程进行了误差分析,得到速度的时间精度是一阶的,压力的时间精度是弱一阶的结果.最后,通过数值实例验证了结论的正确性.     

科氏流量计气-液两相流的数值模拟

针对科氏流量计在测量含气-液两相的流体时,流量计随着气体含量的增加,测量稳定性逐步变差的问题,采用流固耦合有限元技术,对科氏流量计进行了模态分析和流固耦合振动分析。作为一个实例,使用该方法模拟气泡含量以及分布对测量稳定性的影响,在气泡含量1%左右时测量相对稳定,气泡含量大于5%时测量稳定性很快变差。     

AR(1)型自相关过程的过程能力分析方法研究

传统上进行过程能力分析是基于过程观测数据统计独立这一基本假设,而实际工作中,过程数据并不是总能满足彼此统计独立的假设前提.介绍了过程观测值符合AR(1)型自相关模型时,计算过程能力指数的方法.用一个具体案例进行分析,结果表明:数据间存在正相关时,传统方法高估了过程能力指数,而利用笔者介绍的方法可以得到正确的结论.     

食品检测检验体系的现状与对策分析

在近几年来,食品检测检验、食品安全以及食品生产水平都引起了人们的广泛关注。为了保障人们的食品安全,就需要建立食品检测检验体系。本文主要是对食品检测检验体系的现状进行详细的分析和探讨,并结合笔者实际工作经验,提出食品检测检验体系的相关对策,希望能为完善食品检测检验体系,尽一些绵薄之力。     

原位热压TiC/Ti/Al合成Ti2AlC的研究

以TiC/Ti/Al为原料,采用热压工艺在1400℃原位合成和烧结了含少量第二相Ti3AlC2的Ti2AlC材料.通过不同温度和不同热压时间下合成试样的XRD分析探讨了Ti2AlC的合成过程.结果表明,高温下Ti与Al反应生成中间相TiAl金属间化合物,然后TiC与TiAl金属间化合物反应生成Ti2AlC.初期反应非常迅速,大部分Ti2AlC在此阶段生成.反应后期反应物减少,速度变慢,同时生成少量第二相Ti3AlC2.不同温度下合成的Ti2AlC颗粒具有不同的形貌特征.     

C/SiC复合材料表面Si-C-B自愈合涂层的制备与抗氧化行为

采用化学气相沉积法(CVD)制备单质B和BCx分别对SiC涂层进行改性,在二维碳纤维增强碳化硅(2D C/sic)复合材料表面制备SiC/B/SiC和SiC/BCx/SiC两种多层白愈合涂层,并利用扫描电镜对多层涂层表面和断面进行显微分析. 700°C静态空气条件下氧化结果表明: CVD-B和CVD-BCx改性层氧化后生成的B2O3玻璃相可以较好地封填涂层微裂纹,氧化动力学受氧通过微裂纹和B2O3玻璃层的扩散共同控制;SiC/BCx/SiC-C/SiC复合材料氧化过程中氧化失重率更小,氧化10h后的强度保持率更高.     

AZ91镁合金的凝固冷却速度与二次枝晶间距的定量关系研究

通过设计制作一套可获得不同凝固冷却速度的镁合金熔炼与浇注装置,采用多通道连续温度记录仪,获得了对应不同凝固冷却速度下的AZ91镁合金试样.用定量金相分析之截线法测定了各个试样的二次枝晶间距,并对不同凝固冷却速度下的组织特征做了简要分析.用数学回归的方法得到了AZ91镁合金的凝固冷却速度与二次枝晶间距的定量关系式.     

空间地基沉降分析半差分半加权余量法

本文针对三维地基沉降分析提出了一种差分伽辽金耦合方法,这是一个半差分半加权余量法,文末给出了一个二层三维弹性层状地基的算例.     

空间结构与地基基础相互作用的三维边界元-有限元耦合分析

本文用三维边界元有限元耦合法讨论了空间结构,非厚大基础与地基的相互作用问题,结果表明该方法在计算精度不变时可比普通的有限元法节省大量的计算机内存,从而可用小型机来分析空间相互作用问题。     

自然元与无限元耦合方法在岩土工程粘弹性分析中的应用

自然单元法是一种新的偏微分方程数值解法,由于其位移插值函数采用无网格的方式构造且形函数满足插值性质,从而克服传统有限元方法对单元网格信息的依赖,大大简化数值计算的前处理过程,同时又能像有限元那样准确施加边界条件,在岩土工程中具有广阔的应用前景;介绍了自然元与无限元的基本原理,针对在处理岩土工程无限域或半无限域问题时需要人为确定边界条件而带来计算误差的问题,引入无限元模拟无穷远处边界条件,与自然元相结合形成耦合分析方法;并根据粘弹性理论,采用Laplace插值,编制了基于自然元与无限元耦合方法的二维粘弹性分析程序,通过算例验证了算法的正确性,结果也表明相对于纯自然单元法,耦合方法能够显著提高分析结果的精度,在此基础上拓展了自然单元法在岩土工程中的应用范围.     

交叉立体桁架系巨型网格结构的超级元与子结构相结合计算法

针对交叉立体桁架系巨型网格结构杆件、节点多、计算工作量大的特点,提出了超级有限元与子结构相结合的简化求解方法:采用三节点立体桁架超级元来处理主体结构中的立体桁架,用子结构法来处理大网格内的子结构。推导了超级元刚度矩阵及子结构参与协同承载时对整体结构的刚度贡献。经编程对比计算分析表明,该法计算精度高,误差基本保持在5%以内,计算工作量较完全有限元法明显降低,且可考虑子结构的参与协同承载,是分析巨型网格结构的一种比较优越的方法。     

SENSITIVITY ANALYSIS OF PROCESSING PARAMETERS BY DIRECT DIFFERENTIATION METHOD FOR LASER SURFACE HARDENING TREATMENT

The present study deals with an application of the finite element method to the sensitivity analysis of processing parameters for laser surface hardening treatment. Computing the sensitivity of temperature distributions to changes in processing parameters allows one to determine the more effective input parameters for laser surface hardening treatment. The interesting processing parameters are taken as the characteristic beam radius (r_b and the laser scan velocity (v). A state equation governing the heat flow in laser surface treatment is analyzed using a three-dimensional finite element method. The response sensitivities of the temperature T versus r_b and v distributions were obtained using a direct differentiation method. To verify the numerical analysis results, hardened layer dimensions of the numerical analysis are compared with experimental results.     

空间三撑杆双环索索穹顶考虑自重的预应力计算方法及参数分析

基于传统索穹顶构造形式的单一性和力学性能的不足,提出了一种空间三撑杆双环索索穹顶。提出了一种基于位移法与节点平衡法结合求解索、杆预应力的方法,并运用该方法计算比较了该索穹顶结构在是否考虑自重情况下预应力分布的差别;给出了索穹顶在考虑不同参数影响下的预应力计算表,对比了各种参数对结构性能的影响。结果表明：在考虑结构自重情况下,该索穹顶绝大部分索、杆预应力值都有不同程度的增大;撑杆高度与矢跨比的增大,会导致索穹顶结构中几乎所有构件的初始预应力值呈现减小的趋势,但增大撑杆高度相较于增大矢跨比影响更大。因此,在实际工程中,更多采用增大撑杆高度的方案。