带襟翼的机翼尾涡合并数值计算

为获得带有襟翼的机翼尾涡的合并动力学过程,在验证数值方法的基础上,数值模拟带有襟翼的机翼绕流尾流场,根据涡合并特征将合并过程划分为诱导共转阶段、合并阶段和轴对称化阶段.采用涡间距量纲—化尾流区域描述二涡诱导合并.变换弦长雷诺数、襟翼翼梢与机翼翼梢的间距、襟翼角度,改变襟翼翼梢涡与机翼翼梢涡的强度比,得到尾涡合并差异的特征.计算结果表明:随着雷诺数的增加涡的强度增加,涡量的扩散程度减低,涡合并过程被推迟,空间诱导运动过程得到延长,涡系空间诱导运动增强,涡合并的雷诺数效应随着雷诺数增加而减弱,缩短涡间距,加速涡合并过程,但合并后的远场涡尺寸和形态没有显著改变;襟翼涡随着襟翼角的减小而减弱,强度逐渐减弱的襟翼涡逐步被翼梢涡拉伸卷吸,微弱的襟翼涡系在近场中的合并过程完全改变,翼梢涡的运动轨迹并未受到诱导运动.翼梢涡合并的雷诺数效应表现为诱导运动过程的增强,尾流中强度小的涡系起不到明显的诱导作用.     

复杂三维外形旋翼气弹稳定性分析

针对带有后掠、下反构型的复杂三维外形旋翼气弹稳定性问题进行分析。基于中等变形梁理论以及Hamilton原理,在桨叶运动学描述中引入节点转换矩阵在有限元总体阵组集中引入变形相容原则,建立面向复杂三维外形旋翼的结构动力学模型,并在算例验证的基础上针对复杂三维外形旋翼气弹稳定性问题展开参数影响分析。研究表明：桨尖后掠引起挥舞-扭转结构负耦合效应,造成一阶扭转模态频率和模态阻尼比降低,一阶扭转模态阻尼最大降低90%;桨尖下反引起摆振-扭转结构正耦合效应,造成二阶摆振模态频率降低,一阶扭转模态阻尼比最大降低62%,采用后掠带下反设计会大大降低扭转稳定性。     

复杂铸件三维温度场有限元分析

对柴油机缸盖铸件三维温度场进行有限元分析，得到从浇注到室温全过程的温度场，计算结果表明三维温度场的数值模拟能反映铸件冷却过程温度场的变化，与实测结果相符合。并评价了三种落砂温度工艺方案，结果表明落砂时间对铸件残余应力的大小有很大影响。     

三维复杂外形的双曲型网格生成方法

应用了从正交性条件和单元体积控制条件得到的双曲型网格生成格式,采用了隐式算法、椭圆光顺技术和当地拐角处理,以致对于很多三维几何体可快速生成高质量的网格。以生成一机翼和构形复杂的某飞机机身网格为例,检验了本文方法的适用性和优越性     

高耸复杂进水塔结构三维有限元分析

本文采用三维有限元方法,对白莲崖水库泄洪洞进水塔高耸结构进行了整体空间应力分析,评价进水塔安全性能,指导施工期结构配筋,具有较大实际工程应有价值。     

旋转圆柱尾涡及受力计算方法研究

为了研究旋转圆柱的三维流场和受力特性,本文采用沉浸边界-格子玻尔兹曼方法(IB-LBM),对均匀来流条件下旋转圆柱进行了数值模拟,分析了不同相对转速和雷诺数的影响。结果表明旋转作用使尾涡与流动方向之间产生一定夹角,相对转速的增大致使停滞点向上移动,并且影响柱体周围流速的损失。相对转速在1～2存在临界点,临界点前后速度波动范围发生改变。雷诺数能改变正负涡的脱落状态,增加柱体尾涡的三维性,并对升阻力产生相反的影响。计算结果验证了IB-LBM在处理旋转问题时的可行性,当前结果与文献中的结果相吻合。     

三维非线性磁场有限元计算方法

本文叙述三维非线性稳定磁场向量位的有限元计算方法,按电磁场的能量关系给出泛函的一般表达式,并按虚功原理建立离散联立方程式。文中叙述了三棱柱体的单元表达式和边界条件的处理:手法。最后给出 E 型电磁铁磁场的计算实例。     

泥泞路面汽车轮胎附着力三维有限元计算

汽车高速行驶在淤泥路面上时,轮胎附着力会随着车速的增加而下降,对于车辆牵引力、操纵性及安全性产生不利影响.建立轮胎、淤泥和土壤三维有限元模型,利用有限元软件M SC.D ytran采用流固耦合算法,计算模拟了越野车在泥泞路面行驶过程,分析了轮胎对地面附着力随车速的变化,为设计适应淤泥路面行驶的轮胎提供了参考依据.     

后掠机翼尾涡面和下洗场计算

本文基于三元涡系摸型,采用顺流逼近法计算后掠机翼尾涡面形状位置和下洗场。文中对文献[2]的涡系摸型作了局部修改,并应用Prandtl-Glauert变换导得便于数值计算的亚音速诱导速度公式,使本法可用于计算任意低、亚音速后掠翼。文中提出,当计算向下游推进时,百分之七十展长外的尾涡全部卷起,可作为终止计算推进的指标。另外,选用密集的离散涡并不会使计算结果的准确性,带来明显的提高。两个算例结果表明:取离散涡数m=13,计算步长为25％半展长时,算得的尾涡面形状合理,平尾处下洗场与平均下洗角测量值相当符合。     

复杂荷载作用下单桩的三维有限元分析

为了解复杂荷载作用下单桩的工作性状,通过数值方法对承受竖向和水平组合荷载以及倾斜荷载作用下的模型桩进行了三维有限元数值模拟与分析.在分析过程中,采用修正Cam-clay模型以模拟土体的非线性,而桩-土接触面则设置了接触单元来考虑桩与土的滑移和开裂.对桩周土分别采用弹性和修正Cam-clay模型计算了桩顶荷载-沉降曲线,分析了不同计算模型对计算结果的影响.通过不同荷载组合作用分析了水平荷载对竖向承载桩的沉降、竖向荷载及偏心竖向荷载对水平承载桩的水平位移以及倾斜荷载的倾角对桩顶的沉降、水平位移和桩身挠度的影响,获得了一些对工程设计与计算有参考价值的结论.     

电子光学系统的三维有限元局部对称计算

根据电子光学系统的局部对称特性,介绍了电子光学系统的三维有限元局部对称计算方法,分析了电场的对称边界条件和电子运动轨迹的对称边界条件。在此基础上改进了三维有限元的电子光学模拟器EOS,模拟和分析了轴对称电子枪和栅控电子枪,对比了局部对称计算结果与全区域计算结果。由此得出局部对称计算可以在不降低计算精度的情况下,极大地减少计算时间和计算机资源消耗,从而缩短设计周期,提高设计效率。     

MCTS试件的三维有限元计算断裂分析

为了探讨三维复合型断裂问题,采用ANSYS软件对一种带有倾斜裂纹面的修正紧凑拉剪(MCTS)试件进行了三维断裂有限元分析,并应用修正的虚拟裂纹闭合积分方法(MVCCI),对三维裂纹试件的应力强度因子进行了计算.研究结果表明:该MCTS试件在Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅰ+Ⅱ复合型(加载角为45°)加载条件下均产生了Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ复合型断裂...     

变压器三维电磁场有限元计算问题的研究

节点磁矢量位法进行变压器三维电磁场数值分析时存在漏磁和计算问题。通过对节点法与棱边法的算法区别,根据实际变压器参数建立模型,采用经典ANSYS二维轴对称单元、三维节点元和棱边元,研究铁磁材料的磁场分布和磁通连续性。分析节点法计算不同模型时产生的误差,并得出结论,节点法计算变压器电磁场时受材料属性和模型条件影响,误差较大,因而不具适用性,棱边法则克服了节点法存在的问题。结合改进方法讨论其计算效果,同时得出结论,棱边法处理变压器三维连通磁场模型时,在精度、规模和效率方面均优于节点法。     

复合增程弹药复杂结构有限元计算分析

介绍了运用有限元理论,基于ansys软件计算底排/火箭增程弹药强度的原理.根据对底排/火箭增程弹强度的计算结果,对底排/火箭增程弹的强度进行分析,并提出具体的改进意见.     

复杂地质条件下调压室三维有限元参数反分析

在地下洞室施工过程的3维有限元模拟过程中,数值计算结果受到地应力场及岩体力学参数的影响。在参数反演过程中,地应力场和岩体力学参数对洞室围岩应力变形的大小影响过程非常复杂,要同时反演这两方面参数比较困难,因此依托复杂地质条件下柳坪水电站调压室工程,采用3维非线性有限元分析,把地应力场岩体力学参数分两步进行反演,首先利用洞室围岩变形之间的规律对地应力场进行反分析,岩体力学参数选取参考范围的中值,在获得计算模型的地应力场数值及分布规律后,再对岩体力学参数进行反分析,反演得到岩体的力学参数,得出微新围岩、断层、弱风化带、强风化带变形模量分别为19、0.45、4.5、2.25 GPa,泊松比分别为0.21、0.35、0.25、0.30。反分析位移与监测位移对比表明,平均相对误差符合计算精度要求,可为类似工程的研究、分析提供参考。     

带人行道的矩形混凝土渡槽三维有限元分析

利用有限元分析软件对带人行道的矩形混凝土渡槽进行了三维有限元分析,对比带人行道的矩形混凝土渡槽有无人群荷载在受力变形后的挠度和应力差别,分析其刚度和强度的特性,并根据其特性,有针对地对混凝土渡槽各部位进行配筋,以提高渡槽设计的科学性、合理性、经济安全性和稳定性。     

大型浆砌石重力坝三维有限元结构计算分析

宝泉抽水蓄能电站下水库浆砌石重力坝存在坝体弹模差异和材料变异性等问题,应用三维空间有限元方法,对大坝的应力、位移分布规律进行了研究,并对多种水位工况下坝体的应力变形状态和坝踵、坝趾应力进行了计算比较分析,同时揭示了大坝及坝基的应力分布情况。计算分析结果表明,大坝安全可靠,坝体结构总体上达到了规范要求。在系统总结研究成果的基础上,为工程建设提出了合理化的意见和建议。     

钢筋混凝土结构三维非线性有限元裂缝追踪计算探讨

用有限元法在计算机上对钢筋混凝土结构裂缝的产生与发展进行数值模拟时,有限元模型的选取至关重要,采用不同的有限元模型模拟出来的结果相差较大.本文针对钢筋混凝土结构的裂缝分析,提出了考虑箍筋和受压钢筋作用的三维有限元分析模型,同时引入混凝土多参数强度准则和非线性本构关系,对钢筋混凝土结构进行三维非线性有限元应力分析及裂缝开裂过程追踪;并与试验结果进行比较,吻合较好;说明考虑了箍筋作用的有限元模型对钢筋混凝土结构裂缝分析来说是较为合理的有限元模型.     

带三维穿透裂纹结构的有限元实体建模方法

介绍了ANSYS实体建模方法创建含三维穿透裂纹结构有限元模型的详细步骤.实体建模方法采取化整为零的思想, 在整体模型上创建重合的裂纹部分, 利用布尔运算整体模型分离为两大部分,对裂纹部分采取特殊的网格划分方法,非裂纹部分采用常规的自由网格划分,注意不同网格划分之间的过渡.并与逐节点生成单元的直接建模方法进行对比,结果表明:实体建模方法简单、效率高且易于实现,可以用于创建复杂结构裂纹体模型,并能保证应力强度因子求解精度.