一般轴对称非定常热传导问题的有限元分析

目的利用有限元法研究武器身管瞬态热传导问题．方法根据均匀正交各向异性材料轴对称热传导方程及其边界条件,利用变分法及欧拉理论,选取６节点的高精度三角形单元类型,推导了一般轴对称非定常热传导有限元基本方程．并编制了相应的计算程序．结果通过算例分析,从而证实了本套理论及设计程序的正确性及可行性．并就某身管瞬态热传导问题进行了有限元计算．结论该理论及方法对解决一般轴对称非定常热传导问题具有普遍意义．     

一般轴对称非定常热传导问题的有限元分析

目的 利用有限元法研究武器身管瞬态热传导问题。方法 根据均匀正交各向异性材料轴对称热传导方程及其边界条件,利用变分法及欧拉理论,选取６节点的高精度三角形单元类型,推导了一般轴对称非定常热传导有限元基本方程。并编制了相应的计算程序。结果 通过算例分析,从而证实了本套理论及设计程序的正确性及可行性,并就霜身管瞬态热传导问题进行了有限元计算。结论 该理论及方法对解决一般轴对称非定常热传导问题具有普遍意义     

含内热源多维稳态热传导问题的数值分析

用分离变量法和变量变换原理,解析求解含内热源的多维稳态热传导问题,并得到含有变型贝塞尔函数的精确解.同时,在结构化网格中,用有限容积方法离散热传导方程,用可视化FORTRAN编写二维和三维计算程序,并且对该问题进行数值计算,将数值计算结果与精确解进行比较.这两种方法的结果呈现出令人满意的一致性,从而可以佐证数值方法和解析方法完美的互补性与实用性.     

解瞬态热传导问题的卷积型GD半解析法

GD法(General differential method)是从泰勒展开式出发,推出的一种求解偏微分方程的数值方法,系统地介绍了GD法的基本原理,以及权系数的推导。通过卷积将原始控制方程构造成包含初始条件的新的具有完整初值问题特征的控制方程。该方程既与Gurtin变分原理一样有着合理的数学内涵,又避免了卷积型Gurtin变分原理泛函和计算的繁复。对新的控制方程在时间域取解析函数,在空间域采用离散的GD法,从而构造了卷积型GD半解析法。经对瞬态热传导问题的计算表明,该方法是一种精度好效率高的求解动力响应问题的计算方法。     

热传导分析的加权残数方法

本文应用加权残数法分析热传导问题。对于稳态热传导问题以离散型最小二乘法求解,并设计了相应的具有一定通用性的计算机程序。对于瞬态热传导问题以伽辽金法和经作者改进的伽辽金法求解。文中给出了三个算例。计算表明:加权残数法是热传导分析的一种简单且有效的近似方法。     

具有区间参数的瞬态温度场数值分析

针对不确定结构的瞬态热传导问题,提出一种将结构的各个物理参数和温度的初、边值条件均视为区间变量,并利用区间分析进行处理的方法。对具有区间参数的热传导抛物型方程的求解,在空间域上利用有限单元离散,在时间域上利用差分离散,将区间分析和常规的有限元法相结合,建立了基于单元的区间有限元方法。利用矩阵摄动公式求解结构的区间有限元方程,获得了结构瞬态温度场响应的范围。通过一瞬态热传导问题的算例表明该方法的可行性和有效性。     

三维轴对称功能梯度材料瞬态热传导问题的自然单元法

为了更有效地求解三维轴对称功能梯度材料瞬态热传导问题,对无网格自然单元法应用于此类问题进行了研究,并发展了相应的计算方法。基于几何形状和边界条件的轴对称性,三维的轴对称问题可降为二维平面问题。为了简化本质边界条件的施加,轴对称面上的温度场采用自然邻近插值进行离散。功能梯度材料特性的变化由高斯点的材料参数进行模拟。时间域上,采用传统的两点差分法进行离散求解,进而得到瞬态温度场的响应。数值算例结果表明,提出的方法是行之有效的,理论及方法不仅拓展了自然单元法的应用范围,而且对三维轴对称瞬态热传导分析具有普遍意义。     

混凝土基础底板温度场及温度应力分析

给出了大体积混凝土结构瞬态温度场的分层计算方法,将三维复杂的热传导问题转化为一问题,并采用约束矩阵法对大体积混凝土筏式基础底板进行了应力分析。研究结果表明,文中所提出的方法对实际工程计算是简明而有效的。     

基于时域边界元法的散热结构瞬态热传导分析

针对散热器结构的瞬态热传导问题,首先,在热力学理论基础上,利用问题的控制方程推导出问题的积分方程;然后针对积分方程中的域积分,采用双互易边界元法(DRBEM)进行处理,得到边界积分方程;再对其进行边界离散,获得常系数微分方程组;最后,运用精细积分法(PIM)进行方程组求解,得到内部点的温度结果。通过边界元法与有限元法计算软件Workbench进行了对比分析,结果表明,边界元法具有计算量小、计算精确度高的优点,从而验证了DRBEM与PIM耦合求解具有较高精确性,是一种可供选择的有效求解瞬态热传导问题的数值计算方法。     

二维耦合热弹性动力学问题的无网格自然邻接点Petrov-Galerkin法

为了更有效地求解二维耦合热弹性动力学问题,对无网格自然邻接点Petrov-Galerkin法在此类问题中的应用进行了研究,并发展了相应的计算方法。该方法建立试函数时可以只依赖于一组离散的节点,有效地避免了复杂的网格划分和网格畸变的影响。相对于常用的移动最小二乘而言,自然邻接点插值不涉及复杂的矩阵求逆运算,更不需要任何人为参数。由于运动方程和瞬态热传导方程相互影响,这些方程必须联立求解。采用Newmark法求解空间离散后得到的二阶常微分方程组,进而可直接获得温度场和位移场的数值结果。     

稳态热传导问题的局部Petrov-Galerkin法

局部Petrov-Galerkin法是一种真正的无网格法。这种方法采用移动最小二乘近似函数作为试函数，并且采用移动最小二乘近似函数的权函数作为加权残值法的加权函数：同时这种方法只包含中心在所考虑点处的规则局部区域上以及局部边界上的积分。将局部Petrov-Galerkin法用于求解稳态热传导问题，并编制了相应的计算程序进行计算；最后通过算例表明该方法是有效的。     

稳态热传导问题的局部Petrov-Galerkin法

局部Petrov-Galerkin法是一种真正的无网格法。这种方法采用移动最小二乘近似函数作为试函数,并且采用移动最小二乘近似函数的权函数作为加权残值法的加权函数;同时这种方法只包含中心在所考虑点处的规则局部区域上以及局部边界上的积分。将局部Petrov-Galerkin法用于求解稳态热传导问题,并编制了相应的计算程序进行计算;最后通过算例表明该方法是有效的。     

局部Petrov-Galerkin无网格方法

简要地阐述了无网格方法,概括了几种典型的无网格插值方案.论述了建立在各种无网格方法一般基础之上的局部彼得洛夫-迦辽金无网格方法,此方法是一种真正的无网格方法,这种方法采用移动最小二乘近似函数作为试函数.此方法的最大特点是在所考虑点处的规则局部区域上以及局部边界上积分,同时给出了建立在无网格局部Petrov-Galerkin方法基础之上的几种MLPG方法,以及MLPG方法的进展和应用.     

自然邻近无网格Petrov-Galerkin法 求解稳态热传导问题

自然邻近无网格Petrov-Galerkin法采用自然邻近插值构造试函数,并且在由Delaunay三角形构成的多边形局部子域上采用局部Petrov-Galerkin方法建立整体求解的平衡控制方程,是一种真正的无网格法。该方法能够方便准确地施加本质边界条件,而且得到的系统矩阵是带状稀疏矩阵。对该方法在稳态热传导问题中的应用进行了研究,算例结果表明该方法具有良好的数值精度和稳定性。     

移动最小二乘无网格方法

介绍移动最小二乘法的基本原理和近似函数的构造方法,并应用配点法和最小二乘原理,提出了一种基于移动最小二乘思想的最小二乘配点型无网格方法.该方法的实施不需要背景网格,不需要进行高斯积分,具有计算量小、边界条件处理简单的特点,是一种真正的无网格方法.     

无网格局部Petrov-Galerkin法求解轴对称问题

无网格局部Petrov-Galerkin(MLPG)方法是一种新型的数值方法,它不需要任何形式的网格划分,所有的积分都在规则形状的子域及其边界上进行,并用罚因子法施加本质边界条件。MLPG方法处在发展中,关于其求解效率、精度以及可应用的领域等方面的研究非常有限,有待大力改进和完善。本文采用MLPG分析轴对称问题,将三维空间问题简化到平面内进行求解,通过加权余量法导出了轴对称问题无网格局部Petrov-Galerkin(MLPG)方法的计算公式,编制了相应的计算程序,对轴对称薄板分别进行了静力学和动力学分析,得到令人满意的数值结果。通过与其它方法的结果相比较,讨论了本文方法的有效性。     

Application research on metal rheological forming of reproducing kernel partial method

The meshless method is a new numerical technology presented in recent years.It uses the moving least square(MLS) approximation as its shape function,and it is determined by the basic function and weight function.The weight function is the mainly determining factor,so it greatly affects the accuracy of the computational results.The process of cylinder compression was analyzed by using rigid-plastic meshless variational principle and programming reproducing kernel partial method(RKPM),the influence of node number,weight functions and size factor on the solution was discussed and the suitable range of size factor was obtained.Compared with the finite element method(FEM),the feasibility and validity of the method were verified,which proves a good supplement of FEM in this field and provides a good guidance for the application of meshless in actual engineering.     

用加权最小二乘无网格法求解稳态热传导问题

加权最小二乘无网格法是一种新的高效无网格法.该方法除节点外又引入了一些辅助点,控制方程在所有节点和辅助点处的残差用最小二乘法予以消除,边界条件用罚函数法引入.将加权最小二乘无网格法应用于求解稳态热传导问题,编制相应的计算程序进行计算,并通过算例表明该方法是有效的.     

Simulation and Analysis of Ring Compression Using RP/RVP Meshless Method

1 Introduction Modeling and simulation by numerical computationtechnology,suchasthefinite element and boundary ele-ment methods ,play more and more i mportant roles in the field of product design and manufacture . These nu-merical assistances convert traditional processing to the digital manufacture way. However ,these mesh-basedcomputation approaches always meet puzzles of severe mesh distortion anditerative remeshinginlarge deforma-tion problems . Meshless methods[1]discard the dependence on…