液舱晃荡的CIP法数值模拟

数值模拟是求解液舱晃荡问题的重要方法。基于CIP方法,该文建立了有限差分法求解二维不可压缩流体的Navier-Stokes方程的数值模型,使用对时间积分的分步算法求解流场,利用THINC格式捕捉自由液面,将液舱晃荡问题视为包括气体、液体和固体的多相流问题。分别模拟了无隔板和带纵隔板的液舱晃荡。该模型可以模拟晃荡过程中自由面破碎、翻卷和对舱壁的冲击压力以及隔板附近涡的生成与脱落,模型在不同网格的计算结果一致,并将计算结果与试验结果进行了对比。结果表明：该模型可以较好地模拟液舱晃荡问题并且纵隔板对液舱晃荡有明显的抑制作用。     

声学边界元拟奇异积分计算的自适应方法

提出一种自适应方法计算声学边界元中的拟奇异积分,通过单元分级细分将总积分转移到子单元上以消除拟奇异性。在此方法基础上深入研究拟奇异性,进一步提出接近度的概念,其中临界接近度可作为拟奇异积分计算的理论依据,并可用于预估拟奇异性是否存在。此方法的积分精度可调控,且不受场点位置限制,相比于已有方法更加灵活高效。数值分析表明拟奇异性强弱由场点与单元的相对位置决定,单元上远离场点的区域拟奇异性很弱,无需处理。研究结果为处理边界元法中的拟奇异性问题提供了新的选择和参考。     

有限元/边界元方法在卡车驾驶室声学分析中的应用

利用有限元分析软件ANSYS和边界元分析软件SYSNOISE对卡车驾驶室的振动与内部声辐射做了数值计算分析研究.应用ANSYS软件建立了驾驶室有限元分析模型,说明了振动频响分析方法,动力学计算结果与声学边界元模型耦合的具体步骤.介绍了如何应用SYSNOISE软件建立驾驶室三维边界元声学分析模型,并采用直接边界元法,对驾驶室振动声学特性进行了计算分析.     

用基于流形元的子域奇异边界元法模拟重力坝的地震破坏

本文提出了用流形无法和子域奇异边界元法相结合模拟结构地震响应及地震破坏的方法。流形元法的独特的网格及接触的处理方式,使该方法不仅可以象有限元法那样精确地分析结构的变形和应力,还可以象DDA、DEM等不连续分析方法那样模拟不连续面的接触和块体的运动。本文将Newmark法引入流形无法,使得该方法可以直接用来分析动力学问题。与作者提出的子域奇异边界元法相结合,可以模拟裂缝沿任意方向扩展及结构的地震破坏问题。对Koyna重力坝进行了地震破坏模拟分析,很好地再现了该坝的破坏过程,模拟破坏形式及裂缝出现的位置与实际调查结果、实验结果及其他学者用模糊裂缝模型得到的破坏结果吻合良好。     

全特解场边界元方法在声辐射逆向问题中的应用研究

采用全特解场边界元方法求解声辐射逆问题，这种方法不需要变量插值、积分求解及奇性处理，因而计算量大幅度减少，且计算精度高。本文还从辐射声场的情况来探知声源的振动特性，这对噪声的主动控制及低噪声结构优化设计有着很大的意义，为噪声诊断提供直接的依据。     

全特解场边界元方法在声辐射逆问题中的应用研究

采用全特解场边界元方法求解声辐射逆问题,这种方法不需要变量插值、积分求解及奇性处理,因而计算量大幅度减少,且计算精度高。本文还从辐射声场的情况来探知声源的振动特性,这对噪声的主动控制及低噪声结构优化设计有着很大的意义,为噪声诊断提供直接的依据。     

奇异谱分析在GPS坐标时间序列去噪中的应用

GPS坐标时间序列中存在噪声的现象很难避免,为了探测GPS坐标时间序列中的信号,需要对GPS坐标时间序列进行滤波去噪。奇异谱分析是一种有效的去噪方法,该方法不受正弦波假定的约束,无需先验信息,具有稳定识别和强化周期信号的优点,目前已被广泛应用于时间序列分析中。因此,该文采用奇异谱分析方法对GPS坐标时间序列进行去噪。又通过模拟数据与实测数据分析,将其和小波方法、经验模式分解方法进行了对比,结果表明,奇异谱分析方法能够有效地剔除噪声。     

高速破片穿透液舱的数值模拟研究

在水下近场爆炸载荷的研究中,高速破片侵彻问题异常复杂,由于爆炸实验的不可重复性和危险性,如何运用数值仿真较好地模拟侵彻问题一直备受关注。运用耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)算法,开展了高速破片侵彻液舱实验模型的仿真,验证了CEL算法在处理侵彻问题的可靠性和准确性;在此基础上,开展了不同破片速度和液体装载量对穿透压力和空穴演化的影响研究。结果表明:破片速度衰减规律、空穴演化以及侵彻过程中压力时历曲线与实验值基本一致;弹道远离液面时,液体装载量并不影响速度衰减规律;随着与自由液面距离减小,近自由液面入射弹道非对称性差异可由20%增加到48%;破片初始速度增加,前置隔板的变形略有增加,后置隔板的变形呈非线性增长。     

元胞自动机模型方法及其在材料组织结构模拟中的应用

元胞自动机是复杂体系的一种理想化模型 ,它对处理那些难以用数学定量描述的复杂动态体系问题如材料的组织结构演变问题有独到之处 ,并且特别便于计算机模拟实施。本文介绍了元胞自动机的基本思想、分类与特征 ,并综述了元胞自动机模型方法在材料的凝固结晶、再结晶和晶粒长大以及相沉淀和相分解的模拟研究中的应用。     

运动介质中奇异边界元积分式的精确求解

采用边界元方法求解与运动介质相关声学问题时,难点之一是如何精确计算场点与源点重合所导致的奇异积分式。论文提出一种将具有奇性的单元面积分式拆分为奇性和非奇性积分部分分别进行计算的新方法。对奇性积分部分,经过严格的数学推导给出解析解;而对非奇性积分部分则通过高斯积分法处理。新方法可有效地提高边界元计算精度和效率,对运动介质中的有关声学问题的边界元数值计算具有重要意义。     

元胞自动机模型方法及其在材料组织结构模拟中的应用

元胞自动机是复杂体系的一种理想化模型。它对处理那些难以用数学定量描述的复杂动态体系问题如材料的组织结构演变问题有独到之处，并且特别例于计算机模拟实验。本文介绍了元胞自动横的基本思想、分类与特征，并综述了元胞自动机模型方法在材料的凝固结晶、再结晶和晶粒长大以及机沉淀和相分解的模拟研究中的应用。     

比例边界等几何方法在断裂力学中的应用

该文将比例边界等几何方法(SBIGA)应用在断裂力学中,并就应力强度因子(SIFs)计算精度和收敛速度与传统比例边界有限元(SBFEM)进行了比较。与SBFEM不同,SBIGA采用非均匀有理B样条(NURBS)作为造型和离散的工具。主要包括了以下两个特点:一方面,有限元模型可直接继承于CAD系统,即节约划分网格的时间也避免了几何近似。另一方面,因为不需要进一步与CAD系统数据交换就可以保型细分,二维问题中自适应分析策略的实施十分方便。算例表明,SBIGA方法可以给出较SBFEM更为精确的结果和更快的收敛速度。其原因不仅得益于对曲边几何形状的精确描述,还来源于NURBS高阶的连续性。     

楔形体中矿床开采的边界元模拟

本文用位移不连续解模拟了在楔形体中由于矿床的开采而引起的断层滑移现象。文中附有算例。     

波动谱元模拟中透射边界稳定性分析

无限域波动数值模拟中,人工边界的稳定性是获得可靠模拟结果的前提。具有高阶精度的谱元法和透射边界两者结合的数值模拟方案显示出较好的模拟精度和数值稳定性,然而,仍然存在数值失稳现象,其失稳机理和稳定条件尚不明确,相应的理论分析极为欠缺。该文针对透射边界在高阶谱元法中的稳定性,依据高阶谱单元中非等间距节点的周期延拓特点,通过构建内域和边界数值格式的向量形式来分析人工边界反射系数。进而保证边界对谱元法中存在的真实模态和虚假模态的反射系数均小于等于1,从而得到透射边界的稳定条件,其表现为无量纲边界参数和谱元参数之间的关系,其含义为透射边界人工波速与介质物理波速的比值限定在一定范围内。同时揭示了透射边界引发高频失稳的机理,即边界对谱元法中虚假模态的反复反射放大所致。最后采用数值实验验证了透射边界稳定条件。     

元胞自动机法在裂纹愈合模拟中的应用

运用元胞自动机(CA)法,通过计算机编程建立了包含内部微裂纹的元胞自动机模型,结合金属材料学基本原理和动态再结晶理论,模拟了动态再结晶条件下的裂纹愈合过程。通过研究不同因素对裂纹愈合的影响,获得了不同参数(如应变速率、应变量等)下的裂纹愈合规律,阐明了裂纹的分段愈合特征,模拟结果与现有实验研究结果相吻合。     

一种模拟舱综合测试系统校准方法

专用测试设备的校准是保证武器装备技术指标准确可靠的重要手段,是计量从业人员永久面临的课题。由于缺少专门的校准规程(规范)指导,随着装备系统高度信息化、复杂化的快速发展,给校准工作带来了诸多不便。模拟舱综合测试系统作为一种专用测试设备,如何开展计量校准工作,本文通过对模拟舱综合测试系统结构原理、计量特性等因素的分析,提出模拟舱综合测试系统校准方法。     

边界元中近奇异积分的一种解析方法

准确求解边界元方法中的近奇异积分是一个非常重要的问题。一般情况下,分析中涉及到的常规积分采用高斯方法即可获得较高的精度。但当源点位于边界附近时,采用高斯积分就会使计算结果精度大大降低,甚至得出错误的结果。对于平面问题,以源点作为原点,以所积分单元的切向和法向为坐标轴建立局部坐标系,对于线性单元可以得到所有积分的解析解。基于除角点外的所有边界点的场变量在边界上连续且有界的特点,所有在边界上引起场变量奇异的项之和必为零,故对于边界上的点可以直接在解析解中删除这些奇异项即可。算例表明,该方法可大大提高边界元的计算精度和效率。     

边界元分析系统BEAP及其在工程中应用

本文介绍了作者们研制的BEAP边界元分析系统,该系统采用子域方法及相应的变带宽算法,从而有效地利用了边界子域、罚子域、重复子域等应用技巧。该系统成功地解决了等径三通管接头的应力分析,轴承圈弹性变形,裂纹应力强度因子计算。     

Galerkin边界元方法的两点进展

本文在两个方面发展了Ｇａｌｅｒｋｉｎ边界元方法，在现有基础上，本文提出了一种适用于该方法的高次单元插值方法和半解析半数值的积分方法一准高元法，建立了将这一方法应用于弹塑性分析的算法问题，本文采用将系数矩阵表达为对称部分和非对称部分之和，对对称部分按通常的步骤进行凝聚，集成，对非对称部分做特殊处理的方法实现了二维弹性力学中无体力的Ｇａｌｅｒｋｉｎ边界限元界面问题的求解，本文分别讨论了简单界面问题和带     

去奇异化Rankine源分布面板法自由面数值模拟

近水面波体相互作用问题是流体力学数值模拟的经典问题,其理论广泛应用于海洋工程等领域.本文针对现有文献关于水下振动体与自由面波变化规律的研究较少的情况,建立了基于去奇异化Rankine源面板法势流水下圆柱体振动的数学模型,运用Rankine源方法数值模拟了水下振动圆柱体自由面波高与压力的变化规律.本文数值解与前人的结果进...