Iterative finite element model of nonlinear viscoplastic analyses for blended granular porous media

The iterative finite element model, in which an element is used to represent a single particle, is generated to analyze the global behavior of multiple-material aggregates of materially nonlinear viscoplastic particles. The generalized Maxwell model is used to define four types of specific nonlinear viscoplastic materials, which are the elasto visco-plastic matter with linear viscosity, the plasto visco-plastic material with linear viscosity, the elasto visco-plastic media with nonlinear viscosity, and the plasto visco-plastic media with nonlinear viscosity. The theory and relevant penalty iterative algorithm are developed to analyze the four representative mixed granular systems consisting of materially nonlinear viscous particles. To verify precision of stress calculation, solutions of an axis-symmetric radial flow problem are compared with results of the literature and they are in a great agreement. The results present here provide significant insight into the fundamental behavior of granular media under compaction conditions, including prediction of the overall aggregates stress-strain response.     

Maxwell-Cattaneo方程组的非标准问题的衰减界

主要研究当温度和热量流满足非标准初始条件时的Maxwell-Cattaneo方程组.通过一些微分不等式,在参数的适当的范围上,结合非标准的初始条件,证明了温度和热量流的指数衰减界可由数据项确定.同时我们也推出了一个特例的解的指数衰减界.     

多重网格法在地球物理正反演应用研究中的进展

现阶段地球物理三维勘探面临越来越复杂的问题,其要求更精细的三维网格剖分,现有的一些方法随着网格节点的增加其收敛速度相应减慢。对于应用中更复杂实际模型、更细密网格剖分以及更快收敛速度要求,难于有进一步提高。要有所突破,需借助计算数学最新进展,引入新的高效算法。多重网格法是近二十年迅速发展的一种求解微分方程近乎最优的新算法。本文首先简单介绍了多重网格法基本原理和运算格式,着重介绍了当前国内外多重网格法在地球物理正反演中的应用成果和发展现状。此外,对多重网格法在地球物理正反演中的应用前景及发展趋势进行了展望。     

油气管道特殊部件的漏磁检测信号特征分析

针对油气管道特殊部件的结构特点,分析了管道磁化后产生的磁场特征.基于管道漏磁内检测原理及麦克斯韦方程,采用Comsol有限元仿真软件对管道特殊部件与缺陷进行仿真,以漏磁信号轴向分量B_x所占的通道个数、B_x正负峰值出现的先后顺序、B_x幅值以及轴向长度作为分析判别管道特殊部件与缺陷的依据,对管道特殊部件上存在缺陷的整体漏磁信号B_x分量进行特征分析,缺陷信号B_x在补板信号B_x内侧且极性相反时视为补板缺陷.结果表明,该方法在判别管道特殊部件存在缺陷方面具有一定的可行性.     

分级加载条件下的锯齿状结构面剪切松弛特性

为研究结构面的剪切应力松弛特性,采用水泥砂浆浇筑成不同角度的结构面试样,利用岩石双轴流变试验机对规则齿形结构面进行不同剪切应力水平下的松弛试验,试验结果表明:结构面剪切应力松弛曲线可以分为瞬时、减速和稳态3个阶段;依据松弛曲线特征,考虑模型参数的时间相关性,将粘滞系数看作是与时间有关的非定常参数,建立非线性Maxwell松弛方程,与试验曲线拟合结果比较理想,得到了初始粘滞系数与剪应力水平的关系;根据松弛应力随剪应力水平的变化规律,及蠕变确定长期强度的机理,提出了应力松弛试验确定长期强度的方法,即松弛应力峰值对应的剪应力为结构面的长期强度.     

基于Maxwell的电磁阀仿真与分析

针对电磁阀传统设计方法中,产品设计周期长、试制实验费用高等问题,本文采用有限元方法在产品设计初期对电磁阀的性能进行预测。首先,运用Ansoft Maxwell软件分别建立了电磁阀的三维与二维有限元模型,进行了磁场分析与电磁力计算,通过比较发现三维模型与二维模型计算结果与测试结果均吻合较好。最后,在二维模型的基础上,运用Maxwell软件的参数化设计功能进一步分析了不同初始间隙、不同驱动电压对电磁力的影响。结果表明,基于Maxwell的电磁阀有限元仿真能够在产品的设计初期快速地预测电磁阀的性能,为电磁阀的设计与优化提供理论指导。     

UCM流体的最小二乘有限元解法

提出了求解UCM流体的最小二乘有限元方法。将稳态不可压缩蠕动流的UCM本构方程,利用速度和应力的近似值进行线性化。建立由所有方程残量的L2范数加权和构造的目标泛函,将微分方程组的求解转化为目标泛函的极小化问题。利用目标泛函对应的欧拉-拉格朗日方程建立迭代格式,最后使用有限元方法求解迭代方程。     

基于FDTD法的电磁仿真的优化算法

在对研究对象所在空间进行电磁仿真的过程中,如果采用经典的均匀网格划分法处理具有复杂结构的物体(例如在同一物体上,某些部位之间的尺寸差别很大),势必造成网格数量巨大,计算成本过大的问题.为解决这个问题,提出了一种基于FDTD算法的渐变非均匀网格划分技术,在保证计算精度的基础上比均匀网格划分法占用更少内存和计算时间.仿真结果表明,该改进方法明显提高了计算效率.