腔体RCS计算前置处理中网格单元的相互遮挡判断

在对飞行器的腔体进行RCS计算时,需要考虑各部分的相互散射影响,即需要判断腔体内表面上各网格单元之间的相互遮挡关系.论文提出了一种快速高效针对腔体网格进行网格单元相互可见性判断的新方法.该方法利用网格单元的拓扑关系进行判断,需要先对整个腔体剖分的网格单元按照拓扑关系从腔体曲面的一端到另一端按照环状结构排序.算法具有其他常规算法不可比拟的优点.     

基于移动网格法的流动旋压快速仿真方法研究

目的 针对筒形件流动旋压有限元仿真中因网格模型规模庞大而导致的计算极端耗时问题,提出一种基于移动网格法动态控制网格密度的高效仿真算法,并验证该算法的高效性与可靠性。方法 移动网格法包括局部加密全六面体网格的动态重构与新旧网格间的数据传递两部分。针对平滑过渡的局部加密网格构造提出了维度分离弹簧比拟法以快速动态重构,并采用三次样条曲线来精确描述工件的几何形状以保证网格重构过程的一致性。在数据传递过程中,为避免冗长的邻域搜索步骤,采用自适应反距离加权插值算法提升传递效率。根据上述算法,设计编制了基于动力显式有限元求解器ABAQUS/Explicit的移动网格法插件,以实现快速仿真模型的连续计算。结果 基于移动网格法插件,建立了单旋轮筒形件流动旋压的快速仿真模型。与全加密网格相比,采用移动网格法的仿真模型可在获得精确几何形状的同时提速2～4倍。结论 所提出的算法可实现筒形件流动旋压的高效仿真,同时可结合并行计算进一步提高仿真效率。     

网格单元法矢方向一致处理方法

工程计算要求网格单元的法矢方向正确,即外形外表面的法矢向外,外形内表面的法矢向内.常用的处理方法是人工检查,但当曲面复杂,由很多小曲面片构成时,人工判断工作量大、时间长,为此提出了网格单元法矢方向一致处理方法.首先建立网格单元拓扑信息,再根据拓扑信息和两个网格单元在公共边上的首末顶点编号相反的原则对网格单元顶点在单元中重新编号,然后由网格顶点编号定义出网格单元一致的法矢方向.     

轮齿修形对斜齿轮传递误差影响的比较性分析

齿轮修形是改善齿面受力、减小传递误差,进而降低传动系统振动和噪声的重要措施。明确轮齿修形参数和齿轮副传递误差之间的映射关系,对于指导齿轮修形、改善传动性能具有重要的理论与工程意义。但由于齿轮传动系统具有复杂的非线性,理论上难以给出轮齿修形参数和传递误差之间的解析表达。以斜齿轮副为研究对象,以齿廓修形量和齿向修形量为自变量,分别运用响应面法和Kriging法拟合出齿轮修形量与动态传递误差波动量间的关系函数,据此进一步优化修形参数。在此基础上,以基于Romax的仿真结果为基准,对比了两种拟合方法的精确度。对比结果表明,在拟合齿轮修形参数与动态传递误差波动量间的关系函数时,Kriging法较响应面法具有更高的准确度。最后,分析了齿廓和齿向修形参数对动态传动误差响应的敏感度。结果表明,动态传递误差波动量对齿向修形量的变化更为敏感。     

流固耦合问题的网格更新与信息传递新方法

研究流固耦合问题中的网格技术。针对流体域的网格移动,提出基于映射结构化网格的插值更新的新方法,采用映射插值函数计算流体网格节点位移并与初始网格坐标值叠加,以获取流体新的节点坐标。对二维正方形、梭形及三维立方体流场网格更新开展数值计算。计算表明,该方法可保持原网格的拓扑关系,且更新速度快,更新质量好。使用约束反力分配法和投影插值法分别传递流体域到结构域、结构域到流体域的信息,运用基于该方法的自编程序对典型形体的结构流固耦合界面进行信息传递计算模拟。通过对比传递前后结构与流体的作用,验证了基于该方法的数值传递效果理想。     

车室低频噪声次级传递路径分析及降噪控制

通过车室低频噪声次级传递路径板件贡献量的分析,提出板件综合贡献量系数来分析与控制车室噪声。阐述传递路径分析理论及车室噪声产生的机理,通过网格映射法建立车室声固耦合模型,预测分析车室低频噪声的特性。在Virtual. Lab中计算得到车身板件贡献量与目标点的声学幅值及相位,结合目标点位置权重和相对噪声水平系数,计算车室噪声的板件综合贡献量系数,得到贡献量较大的板件为车室左下挡板、车室右上壁板、车室左上壁板。通过模态应变能法分析粘弹性阻尼材料特性,基于板件敷设阻尼材料,仿真得到车室低频噪声取得良好的降噪效果。     

基于MLE的滚动轮胎冲击振动噪声仿真分析

提出一种滚动轮胎冲击振动噪声预测的新方法。轮胎滚动接触引发的噪声是道路交通的一个重要课题,引发广泛关注,目前尚没有有效的分析预测方法。提出新方法包括用混合拉格朗日—欧拉描述法(Mixed Logrange Euler Method,MLE)分析大变形滚动接触结构的速度场、加速度场和接触变形。通过欧拉网格和拉格朗日网格的信息传递,完成滚动结构动力学分析。通过将轮胎花纹和胎冠整体三维建模,可以得到连续轮胎表面的加速度场。以参考空间中连续表面的加速度场作为声源,采用声学有限元方法得到滚动噪声的分布预测。实验和仿真结果对比证明本方法的可靠和准确,也证明1 000 Hz以下轮胎的滚动噪声主要是花纹的冲击振动引起的噪声。提出的方法为预测分析轮胎的滚动噪声开辟一条可行的道路。     

六面体网格体积成形有限元分析关键技术

为提高三维体积成形有限元分析软件的计算精度、减少网格数量,基于六面体网格特性研究了六面体网格体积成形有限元分析系统的关键技术,通过对STL文件的索引重构建立了模具实体模型顶点和三角形面片拓扑连接关系,提出了一种局部坐标系建立方法保证触模和对称约束条件的正确施加,给出了相对速度和相对位置两种节点触模判断方法,并提出了调整触模节点位置的最短距离法,与初矢修正法和原长修正法比较,其调整距离短,体积损失小.基于以上技术,开发了基于三维六面体网格的体积成形有限元分析系统,对典型体积成形工艺进行了有限元模拟,并与Deform模拟结果进行对比,二者吻合较好,验证了所建立模型与相应处理技术的可行性.     

铝合金连续铸轧凝固过程宏观-微观数学模型的建立及耦合

以等价比热客法处理结晶潜热和以假设的流线边界划分网格节点,建立了连续铸轧铝合金薄带凝固过程的宏观速度场、传热、溶质传输和凝固组织形成的微观数学模型以及连续铸轧铝合金薄带凝固过程的宏观-微观耦合数学模型.同时,以固相分数为媒介,采用宏微观不同的网格尺寸和时间步长,实现了宏观模型与微观模型的耦合.     

自行火炮固有频率相关性分析的Monte Carlo传递矩阵法

为进行大型振动系统固有频率相关性分析,提出了基于多体系统传递矩阵法的Monte Carlo传递矩阵法.该方法将振动系统结构参数看作随机变量,通过Monte Carlo法得到其多个样本,通过多体系统传递矩阵法计算得到各组样本下的固有频率,再分析设计变量与固有频率之间的相关性系数和检验统计量,进行大型振动系统固有频率和结构参数之间的相关性分析.该方法无须求导运算,无需改变现有固有频率求解程序即可进行相关性分析.将该方法用于求解某自行火炮系统的固有频率,计算与试验结果吻合较好.