材料非线性问题的摄动边界元解

本文提出用摄动边界元法对材料非线性问题进行应力、应变分析.文中阐述了摄动法的基本理论,推导了摄动边界元法的全部公式,并以简单拉伸板为例对全部理论及计算机程序进行了检验.结果十分理想,并表明本方法不仅精度高,而且具有适用性强,元素少,计算时间短等优点.     

圆柱壳振动声辐射Jacobi-Ritz时域半解析法及特性分析

针对圆柱壳结构瞬态声振特性分析研究不足,结合Newmark-β积分法和Kirchhoff时域边界积分方程,提出一种圆柱壳受迫振动声辐射Jacobi-Ritz时域半解析法。基于一阶剪切变形理论和微元法思想,建立了圆柱壳振动声辐射分析模型,采取Jacobi多项式和Fourier级数表示轴向和周向位移容许函数,基于Rayleigh-Ritz法和Newmark-β积分法计算圆柱壳的受迫振动时域响应,在此基础上,基于Kirchhoff积分方程求解辐射噪声时域响应,分析圆柱壳受迫振动声辐射特性。与有限元方法/边界元方法数值结果对比表明,该方法具备收敛性好、精度高等优点,圆柱壳结构声振响应峰值随边界条件的刚度变弱存在左移现象,振动声辐射响应随厚度的增加呈现下降趋势;当随机载荷峰值频率与结构固有频率接近时,结构声振响应出现强特征线谱。     

圆柱壳的力辐射模态分析与噪声控制

为了能定量优化设备激振力布置,基于结构有限元耦合流体边界元法给出了力辐射模态的计算方法,分析了圆柱壳结构的力辐射模态特性。根据分析结果提出了对圆柱壳辐射噪声进行控制所需的激振力控制原则,并采用数值预报的方法证实了该原则的有效性。     

间接边界元法模拟含裂纹介质中弹性波的传播

介绍了间接边界元法的基本理论,利用二维弹性动力边界积分方程解决了地震波在含裂纹介质中的散射问题。编写了地震波在二维非均匀介质中传播的数值模拟程序,模拟了爆炸点源在含裂纹介质中的传播情况,分析了裂纹的分布及填充物对波传播的影响。结果表明,边界元法是研究含裂纹介质中弹性波传播的有效工具。     

势流理论的一种数值方法在空泡形态中的应用

基于势流理论的假设,采取常规边界元法对具有自由面的定常平板和轴对称空泡流动数值方法进行了研究,运用Riabourichinsky镜像空化模型,建立了一种空泡自由面求解的优化迭代方法,以自由流线长度为参数求解模拟了定常无重工况下流经二维平板和轴对称圆盘的空化流动.数值计算结果与解析解的相对误差不超过3%,证实了轴对称体空泡外形的近似回转椭球体假说在空化器附近是不成立的.计算结果与同类文献数据的对比显示了边界元法进行空化流场计算具有着显著的优越性,所采用的迭代方法精度高、收敛速度快,所得结论对深入了解空化特性具有参考价值.     

附连水质量的边界元法求解

研究了计算水下结构动态响应中附连水质量的边界元方法;根据数值积分和边界元法的原理,应用直线单元对结构边界进行离散,将原有表达形式中复杂的曲线积分转化成可直接计算的数值积分形式,从而解决了奇异积分的问题;得到了更适于直接计算的系数矩阵和向量的表达形式,使边界元法更方便地应用于计算无限流场中不规则截面物体的附连水质量.最后,给出了典型算例,并与经典计算结果比较,误差均在4%以内.     

振动矩形机翼非线性绕流数值研究

发展了可用于模拟包含运动边界的非定常流动的数值方法。该方法采用非结构动网格技术并构造了一种MUSCL类型有限体积格式,求解考虑了动网格效应的三维非定常Euler方程。非结构网格的变形运动由弹簧近似技术实现。用上述方法计算了作正弦振动的矩形机翼非线性绕流,计算结果与实验结果吻合,得到了流体运动与固体运动耦合的非线性流动特性。计算表明,该数值方法具有较好的精度和可靠性,完全可用于气动弹性或其他流固耦合问题的数值模拟。     

静态电磁场数值分析方法比较

从有限差分法、有限元法、边界元法和模拟电荷法这四种典型数值分析方法出发,简要介绍了静电场数值分析的原理。比较了各种算法与其适用范围的差异,并对其进展进行分析。最后,总结了目前静电电磁场数值分析方法研究中需要解决的问题。     

边界元法在薄壁杆扭转问题中的应用

本文运用边界元法,分析研究了角形和箱形这类截面薄壁杆在扭转时的剪应力分布规律及应力集中问题.     

利用阵列协方差矩阵稀疏性的到达角估计方法

为了解决传统基于阵列协方差矩阵稀疏性到达角估计方法计算复杂度高的问题,提出基于直接二维稀疏重构思想的高效到达角估计方法。该方法利用阵列输出数据的协方差矩阵构造二维稀疏表示模型,对协方差矩阵进行特征值分解以实现噪声功率估计,从而降低噪声对到达角估计的影响。在求解稀疏表示模型时,直接对该二维稀疏重构问题进行求解,避免了矩阵矢量化操作。仿真实验结果表明,该方法运行效率大大提高,并且在低快拍数、低信噪比和稀疏阵元等条件下估计性能优于传统方法。     

一个分析与计算曲面结构的有效方法

给出了一种分析计算CAD曲面模型的数值方法。该方法将构成CAD模型的曲面片视作计算单元(面素单元),建立各面素单元的控制方程,再结合CAD曲面模型的流形特征组装各个单元控制方程以求整体解。面素单元的控制方程可根据问题的求解目标分别利用有限元—边界元耦合、有限元—无单元及其他耦合形成。结合线弹性问题的求解,系统地介绍了面素单元法的单元划分与处理、单元控制方程建立等核心环节。还给出了一个分析三倒圆过渡面静载荷变形的实例及其与ANSYS对照的结果。     

楔形变截面钢-混凝土组合梁弯曲和自由振动的求积元分析

基于改进的Newmark组合梁模型和平面应力模型分别建立考虑界面滑移的楔形变截面钢-混凝土组合梁的一维和二维求积元单元。对组合梁的弯曲、自由振动问题进行计算分析,将两类单元的计算结果进行比较和讨论。结果表明,对于工程结构中常见的楔形变截面组合梁的弯曲问题,可以采用自由度较少,计算成本较低的一维模型;对于自由振动问题,一维模型可以较为准确地描述一阶振动模态;若需对高阶振动模态进行分析,可选用更为准确的二维模型。     

基于神经网络的广义两点边值问题

在航天领域中 ,多数制导问题均可以抽象为广义两点边值问题。本文探讨了神经网络在广义两点边值问题求解中的应用。首先讨论了离线制导这一类静态两点边值问题的求解 ,在此基础上 ,对在线制导这一类动态两点边值问题进行了分析 ,并给出了有效的解决方法     

有限元法在结构件强度分析中的应用

介绍了有限元法的基本原理和分析步骤,并结合实际,利用IDEAS软件的有限元分析模块对某定型模盖板的结构进行了强度校核。在工况分析的基础上,适当简化了盖板的几何模型,建立了有限元模型;通过边界条件处理、网格划分及单元解算,得到了盖板在工作状态下的应力和位移分布规律,为盖板的设计提供了力学依据。同时,为舰载电子设备机箱、机柜的壳体这类复杂结构件的强度分析提供了一个有效的方法。     

舰船尾部振动的水弹性模型

采用三维水弹性理论导出了舰船尾部振动的流固耦合运动方程式;用三维结构混合有限元和三维流体边界元建立了舰船尾部振动的水弹性分析离散模型．提出了中型水面舰艇尾部整体振动的预报方法;编制了相应的计算机程序．对两型舰艇的尾部振动进行了分析计算,结果表明,预报值与实测值比较吻合．研究结果可对中型水面舰艇的减振降噪设计提供预报手段,从而改善舰船的尾部振动环境．     

求解跨音速流动时物面边界条件的处理方法

用时间相关法求解跨音速流动时,合理而有效地处理物面边界条件是十分重要的。本文提出几种物面边界条件的处理方法,并对几个例子进行了数值试验,对其结果进行了讨论。     

A higher order coupled frequency characteristics study of smartmagneto-electro-elastic composite plates with cut-outs using finite element methods

This article deals with investigating the effect of cut-outs on the natural frequencies of magneto-electro-elastic (MEE) plates incorporating finite element methods based on higher order shear deformation theory (HSDT). In order to consider the influence of cut-out, the energy of the cut-out domain is sub-tracted from the total energy of the entire plate. The governing equations of motions are derived through incorporating Hamilton's principle and the solution is obtained using condensation technique. The proposed numerical formulation is verified with the results of previously published literature as well as the numerical software. In addition, this research focuses on evaluating the effect of geometrical skewness and boundary conditions on the frequency response. The influence of cut-outs on the degree of coupling between magnetic, electric and elasticfields is also investigated.     

基于SDTFM理论的平面问题广义超级单元

根据平面问题条形传递函数方法理论,提出了平面问题广义超级单元的概念,并推导了其刚度矩阵和结点力矢量表达式,从而将条形传递函数方法应用范围推广到任意几何形状的平面区域     

低阶高精度单元的发展

综述了四节点等参单元存在的问题，以及提高其精度的途径，并对这些方法略做评述，且探讨了发展高精度单元的方法。