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.     

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。     

辐条式磁齿轮电机齿槽转矩抑制

磁齿轮电机具有转矩密度高、转子结构坚固的特点。针对外转子辐条式磁齿轮电机齿槽转矩高等问题,以一台三相18槽28极外转子辐条式磁齿轮电机作为研究对象,利用磁场调制理论对气隙进行解析计算,然后基于麦克斯韦张量法分析外转子辐条式磁齿轮电机齿槽转矩产生的机理,并通过调节槽口角度和转子削角对磁齿轮结构进行优化。有限元分析结果表明,优化后电机的反电动势三次谐波被削弱了53%、齿槽转矩幅值被削弱了93.4%、输出转矩脉动下降了73.7%。有限元分析结果验证了调节槽口角度和转子削角的结构优化方法的有效性。     

基于LM算法的粘弹性材料剪切松弛模量的拟合

在对粘弹性材料进行有限元计算时,需要材料的剪切松弛模量,必须对经验公式或实验数据进行转换。根据KWW经验公式与广义Maxwell剪切松弛函数的对应关系,列出了求解松弛时间与剪切松弛模量的超定非线性方程组,用LM优化算法得到了方程组的最优解。初步讨论了初值的选取方法。根据此方法得到的松弛时间与剪切松弛模量的拟合曲线的拟合度达到了0.99以上。所提出的方法也适用于用实验数据(随时间变化的应力应变)求解材料的剪切松弛模量。