基于ABAQUS的显式动力学分析方法研究

显式动力学(The Explicit Dynamic)是针对隐式求解器的一个补充,其分析方法对于求解广泛、各类非线性结构力学问题是一个非常有效的工具,显式方法中的单个增量步取决于模型的最高固有频率,与持续时间、载荷类型无关。ABAQUS/Explicit主要用于碰撞、接触以及失效分析。探讨了ABAQUS显式动力学的基本理论、求解的问题,对显示动力学分析方法中的求解算法、稳定时间极限和能量平衡问题进行研究,给出了显示动力学分析的一般性分析方法。通过案例验证了该方法的可行性,应用该方法可有效解决实际工业生产中的碰撞问题、复杂的接触问题以及复杂的后屈曲问题,可为显式动力学分析方法应用于工程实践奠定理论与方法基础。     

A high performance crashworthiness simulation system based on GPU

Crashworthiness simulation system is one of the key computer-aided engineering (CAE) tools for the automobile industry and implies two potential conflicting requirements: accuracy and efficiency. A parallel crashworthiness simulation system based on graphics processing unit (GPU) architecture and the explicit finite element (FE) method is developed in this work. Implementation details with compute unified device architecture (CUDA) are considered. The entire parallel simulation system involves a parallel hierarchy-territory contact-searching algorithm (HITA) and a parallel penalty contact force calculation algorithm. Three basic GPU-based parallel strategies are suggested to meet the natural parallelism of the explicit FE algorithm. Two free GPU-based numerical calculation libraries, cuBLAS and Thrust, are introduced to decrease the difficulty of programming. Furthermore, a mixed array and a thread map to element strategy are proposed to improve the performance of the test pairs searching. The outer loop of the nested loop through the mixed array is unrolled to realize parallel searching. An efficient storage strategy based on data sorting is presented to realize data transfer between different hierarchies with coalesced access during the contact pairs searching. A thread map to element pattern is implemented to calculate the penetrations and the penetration forces; a double float atomic operation is used to scatter contact forces. The simulation results of the three different models based on the Intel Core i7-930 and the NVIDIA GeForce GTX 580 demonstrate the precision and efficiency of this developed parallel crashworthiness simulation system.     

PDC钻头水力结构优化设计研究

在PDC钻头工作过程中，钻井液对钻头体表面的冲洗、冷却和润滑是保证钻头正常工作的一个非常重要的条件。对PDC钻头而言，水力结构（主要是中心水眼和冠部水道）设计的重要性尤其突出。以前,对钻头水力系统研究只能通过实验的方法进行,研究周期长、成本高、结构调整不方便，而数值模拟的方法在几年前还不成熟，甚至静态的复杂结构流场问题基本无法解决。为此，在提出PDC钻头水力结构优化设计原则的基础上，对PDC钻头的三维流场进行了数值模拟。模拟中考虑了钻头的喷嘴布置位置、直径、数量以及切削齿对流场的影响。计算结果表明，原设计在喷嘴布置位置和喷射角度上存在不足，以此为基础进行了水力结构的优化设计。文中的研究成果成功地应用在新型钻头水力结构的设计中，研究方法为PDC钻头水力结构优化分析奠定了理论基础。     

岩性指示曲线重构及其在储层预测中的应用

大牛地上古生界岩性气藏主要发育在三角洲分流河道沉积的下石盒子组、海陆交互沉积的山西组及以潮坪相沉积为主的太原组,储层是储集性能较差的致密砂岩,平均孔隙度小于10％,渗透率小于1×10-2μm2,储层单层厚度一般小于10 m,砂体横向连通性较差。由于低孔、低渗特征导致储层与围岩的波阻抗差异微弱,用地震资料进行储层预测困难。为此,针对大牛地石板太工区优质储层的岩性特征和测井响应特征进行了测井综合分析,利用对岩性粒度敏感的自然伽马曲线,以及对岩性粒度响应频率较低,且与波阻抗有较好对应关系的中子曲线重构了岩性指示曲线。岩性指示曲线不仅可以有效地识别优质砂体,划分不同岩性,为地震、测井信息结合的岩性反演建立桥梁,同时也为反演结果识别气层打下了基础。利用岩性指示曲线、波阻抗和电阻率曲线进行的地震、测井联合反演技术在石板太工区取得了较好的效果,同时,对石板太工区下石盒子组盒2段、山2段进行了储层和含气性预测,划分了有利含气区带,部署的2口开发井和1口探井有2口井见气,其中1口井获高产气流。     

高分辨率地震资料处理中的优化速度分析方法

速度分析是地震资料处理过程中的重要一环。速度分析的质量直接影响动静校正,继而影响叠加成像以及偏移归位。针对如何优化速度分析,提出了基于道集资料噪音衰减、道集内相位时差校正、道集优化处理以及速度拾取应用约束等过程的优化速度分析方法。该方法在实际资料处理中取得了很好的效果。     

分布式光纤拉曼放大器的增益平坦设计

介绍了在波分复用（WDM）系统中分布式光纤拉曼放大器（FRA）的理论分析模型。在此基础上，对增益平坦设计所需考虑的因素进行了分析；最后通过试验证明了它的有效性。     

A three-dimensional FE analysis of large deformations for impact loadings using tetrahedral elements

 A three-dimensional dynamic program for the anaysis of large deformations in contact-penetration problems is developed using the finite element Lagrangian method with explicit time integration. By incorporating a tetrahedral element, which allows a single-point integration without a special hourglass control scheme, this program can be more effective to the present problem. The position code algorithm is used to search contact surface. Eroding surfaces are also considered. The defense node algorithm was slightly modified for the calculation of contact forces. A study of obliquity effects on metallic plate perforation and ricochet processes in thin plates impacted by a sphere was conducted. It is well simulated that on separation of two parts of the sphere, the portion still within the crater tends to perforate, while the portion in contact with the plate surface ricochets. This deformation pattern is observed in experiments, especially at high obliquities. A long rod that impacts an oblique steel plate at high impact velocity was also simulated in order to study the dynamics of the rod caused by the three dimensional asymmetric contact. The agreement between simulated and experimental results is quite good. Fracture phenomena occuring at high obliquity deserves further investigations. Received: 20 February 2002 / Accepted: 20 September 2002     

关于后张预应力混凝土结构优化设计的几个问题

结合UP软件编程实践，本文对后张预应力混凝土结构计算程序中引入优化功能的意义进行了论述，提出了预应力筋与普通钢筋之间的最优搭配关系，优化原点概念及相关影响因素，列出了优化计算程序所应涉及的基本计算内容，并对当前后张预应力混凝土结构设计中的一些观点提出了不同意见。     

PIMS在企业生产经营中的应用

介绍PIMS在企业生产经营中的应用 ,运用PIMS可对炼油化工企业进行原油采购决策、加工保本点预算、效益预测、物流分配、整体流程优化、投资分析、瓶颈制约因素探讨、原料和产品库存管理、经济活动分析等 ,并结合生产装置特点和市场环境影响因素 ,获取最大生产经营效益。根据影子价格 ,找出提高效益的潜力 ,确定产品、中间产品或半成品合理价格 ,规范关联交易 ,增强企业市场应变能力 ,提高经济效益与管理水平。     

蒸汽减压站自控系统的巧设计

蒸汽是石油化工装置中最重要的物料。随着石油化工工业的迅猛发展 ,蒸汽在其中扮演着越来越重要的多重角色。因此 ,对蒸汽系统的平稳控制 ,对石油化工生产装置平稳、高效地运行是至关重要的。传统的蒸汽减压站自控系统基建投资大 ,紧急情况下靠人工手动操作稳定蒸汽压力系统 ,往往造成生产的波动或大面积的停车。针对传统蒸汽减压站自控系统的弱点 ,提出蒸汽减压站自控系统的优化设计方案 ,该方案得以在大型生产装置成功应用。新方案不但节省了大量的基建投资 ,而且取得了良好的生产效益