基于有限差分非规则边界网格剖分技术

有限差分法广泛用于铸造过程中流场和温度场的模拟,而对复杂实体进行更为准确、快捷的三维网格划分对铸造过程模拟十分重要.本文在传统FDM结构化网格剖分算法基础上,开发出对实体边界区域采用20点坐标定义的不规则凸多面体网格进行离散的非规则边界网格剖分程序.剖分实例证明,这种剖分算法可以为大型、复杂的铸件铸造过程数值模拟提供更为准确的计算网格,可有效地消除传统有限差分剖分算法阶梯型边界网格近似边界区域所引起的计算误差.     

金属成形有限元模拟四边形网格自动划分方法

对四边形网格自动生成方法进行了研究。将目前网格划分效果较好的铺路法进行了改进，重新设计了网格生成的总体算法，单元由边界向区域内部不再逐层生成，而是逐段或逐个生成，直到网格布满整个区域。本算法还解决了有关的关键技术，其中包括网格交叉处理，边界的光滑处理，网格的整合和光滑等。最后给出了网格划分实例，验证了算法的可靠性和稳定性。     

金属塑性成形有限元六面体网格自动划分

六面体网格具有计算精度高、网格数量少等特点 ,是工程三维有限元分析一种重要网格。本文提出了一种基于栅格的六面体网格自动划分方法 ,它首先采用栅格法生成核心网格 ,然后把核心网格与模型边界拟合 ,为克服由于边界拟合造成的表面网格质量下降 ,采用包络表面网格的方法生成零厚度表层网格 ,通过表面网格平滑和内部节点位置平滑处理 ,最终生成具有较高质量的全六面体网格。网格划分实例说明 :该法具有原理简单 ,算法可靠 ,编程方便 ,划分网格质量高等特点。最后还对该算法进行了讨论。     

改进BISQ模型地震波场数值模拟中的边界处理

从改进BISQ模型双相介质所对应的一阶速度—应力运动方程出发,构建2×2N阶交错网格有限差分模拟算法,为了尽可能地减小或消除数值模拟中由人工边界引起的虚假反射,建立完全匹配层(PML)吸收边界的2×2N阶交错网格有限差分算法。详细地讨论了PML吸收边界条件的构建及其有限差分算法的实现。通过MATLAB编程进行波场模拟,将加入PML吸收边界、常规指数衰减吸收边界及未加吸收边界的3种数值模拟结果进行对比,论证PML吸收边界能十分有效地吸收边界反射。     

一种基于STL文件的铸件表面三角网格生成算法

提出了一种基于STL模型的铸件表面三角网格生成算法。将STL模型划分为多个子区域,并将子区域的边界映射到二维平面生成网格,再将二维网格反映射回三维曲面,最后拼接各个子区域网格生成一个完整的曲面网格。利用基于k-d树的最近邻查找算法对反映射过程进行改进,降低了反映射的时间复杂度,整体提高了网格生成效率。铸件算例表明,算法生成的网格质量良好。     

全自动四边形有限元网格生成-I:区域分解法

提出了一种适用于金属体积成形有限元分析的全自动四边形网格生成算法区域分解法,对该算法的一些关键技术,如几何形状的表示、关键点的确定、网格密度的生成、节点的生成、边界单元的生成、剖分准则、模式匹配、光滑处理以及半带宽的优化等进行了详细的介绍。以该算法为基础,成功开发了全自动四边形网格生成软件AUTOMESH。并给出了一些网格划分的实例,验证该算法的可靠性。     

全自动四边形有限元网格生成-Ⅰ:区域分解法

提出了一种适用于金属体积成形有限元分析的全自动四边形网格生成算法区域分解法,对该算法的一些关键技术,如几何形状的表示、关键点的确定、网格密度的生成、节点的生成、边界单元的生成、剖分准则、模式匹配、光滑处理以及半带宽的优化等进行了详细的介绍.以该算法为基础,成功开发了全自动四边形网格生成软件AUTOMESH.并给出了一些网格划分的实例,验证该算法的可靠性.     

基于边界裁剪的初始坯料网格剖分算法

有限元动力显式算法中,初始坯料网格应具有良好的单元形态和尽可能大的最小单元尺寸,否则会严重影响求解计算的精度和速度,而传统二维平面有限元网格剖分算法无法满足动力显式算法对初始坯料网格的特殊要求.本文针对传统剖分算法的不足,提出了基于边界裁剪思想的初始坯料网格生成算法,可以有效保证网格良好的单元形态和最小单元边长要求,不合格单元较传统剖分算法减少40%以上.该算法具有实施简单、计算效率高等特点,并已成功应用于Fastamp软件的冲压成形全工序模拟模块中,取得了良好的应用效果.     

金属塑性成形三维六面体网格自适应生成技术及应用

有限元网格模型的质量是决定塑性成形有限元模拟结果的精度和可靠度的关键因素之一。文章提出了基于实体模型几何特征六面体网格自适应生成算法,在表面曲率较大和厚度较小的区域实现局部加密;提出了穿插法边界拟合方法,避免特征边界点的反复搜索,提高有限元网格生成的效率,实现网格与实体模型表面精确拟合。几个复杂几何模型的网格自动划分结果,验证了该算法的实用性和有效性。     

捕获溶质扩散层边界法优化二维枝晶生长的相场法模拟

在枝晶生长相场法模拟中,提出了捕获溶质扩散层边界法进行算法的优化。即不必每一步对计算区域内所有网格进行计算,以通过减少计算循环次数来节省模拟计算时间。在二维网格x和y方向上捕获离晶体中心最远溶质扩散层边界,计算时只对边界范围以内的网格进行计算。通过该方法可减少相场模型的计算时间,模拟二维枝晶生长的形貌和溶质场分布与优化前基本一致。     

任意多边形域内四边形有限元网格全自动生成方法

本文提出了一种任意多边形域的四边形有限元网格全自动生成方法。该方法可以生成全部四边形，网格质量较好，速度也比较快。文中介绍了它的基本思想和算法实现，并给出了实例。该方法已用于汽车覆盖件零件等复杂几何形状的有限元网格划分。     

特别适用于金属成形模拟的四边形网格划分方法

本文提出了一种自动的四边形有限元网格生成法 ,其实质是把被划分区域无限地分割 ,直到整个区域全部由四边形单元组成。文中详细阐述了边界偏移、最优分割线确定和简易环的划分等关键技术。几个网格划分实例表明 ,该网格生成法能有效地把被划分域离散为高质量的网格     

全自动四边形有限元网格生成-Ⅱ:网格密度控制

提出了一种网格密度控制和生成的方法,可以根据区域边界曲率、划分单元数目以及网格密度过渡要求,在区域上生成合理的网格密度分布。采用Laplace方程表示要划分区域内的网格密度分布函数,详细给出了有限元法求解网格密度分布函数数值解的步骤。提出的网格密度控制和生成方法可以和区域分解法相结合,实现网格划分的自动化和自适应。文章还给出了网格密度控制的一些例子。     

栅格法三维六面体网格自动生成算法与优化

提出了以栅格法六面体网格生成为基础方法,基于实体模型几何特征的六面体网格自适应生成算法,首先对模型进行识别,根据实体模型几何特征建立加密源点信息场,并进行相容性控制,采用栅格法生成核心网格,然后进行核心网格与模型边界的拟合,为克服该方法在实体模型表面网格质量较差的缺点,采用节点位置平滑和拓扑关系优化对网格质量进行优化,生成质量较高的六面体网格。网格划分实例表明,该方法实用性强,效果良好。     

金属塑性有限元模拟算法研究

论述了金属塑性成形过程中有限元模拟的Markov变分原理和刚塑性本构方程;阐述了数值模拟中的离散化和线性化算法及刚性方程的求解方法.由整体刚度方程求解节点速度增量,结合有限元网格划分形函数,得到有限元模拟的应力场与应变场及应变率增量.此外,给出了刚塑性有限元模拟的步骤和算法发展趋势.在刚度方程求解时,仍需要一种快速收敛算法,同时保证模拟精度要求.     

网格节点编号优化算法研究

引用图论理论到网格的节点编号优化算法中,把网格看成是简单的无向图,应用图的分层理论,生成整个网格的树结构,然后在树结构中按照从上到下、从左到右的顺序重新编号。算法用于覆盖件冲压成形分析程序中,计算实例速度表明,算法能大大缩短刚度矩阵带宽,提高计算速度。     

金属薄板成形的有限元仿真技术

金属薄板成形是一个包括材料非线性、接触非线性和几何非线性等的复杂问题。针对金属薄板的成形特点,探讨金属薄板成形有限元仿真关键技术,即建模、网格划分、算法选择及成形缺陷预测准则的特点及应用中应注意的问题。应用薄板成形专用有限元分析软件Dynaform,对薄板两次拉深成形进行了有限元仿真,仿真结果与实验结果吻合,验证了所论述理论的可行性及有效性。