精化直接刚度法及九参数三角形薄板单元

提出一种可直接用于精化不协调元的精化直接刚度法．其列式与直接刚度法类同，单元间的协调条件平均满足；既能保证收敛又能提高精度．精化直接刚度法的变分根据是广义变分原理．用精化直接刚度法对著名的九参数三角形Ｚｉｅｎｋｉｅｗｉｃｚ薄板单元进行了精化，建立了新的九参数三角形板元ＲＴ9和ＲＴ１０．数值结果表明本文建立的单元收敛且精度高．     

弹塑性损伤分析的参变量变分原理

参变量变分原理采用了现代控制理论的极值变分思想,将本构关系化为状态方程控制着泛函的变分,是一种有效的求解非线性问题的方法,本文在弹塑性损伤基本方程基础上构造了弹塑性损伤分析的势能泛函,对损伤演化方程和加载函数近拟处理,导出了状态方程,指出求解弹塑性损伤问题归结为求解在状态方程控制下的势能泛函数极值问题,由此建立了弹塑性损伤分析的参变量变分原理;变分原理物理意义明确,并给出了参变量变分原理实施的有限元列式,易于计算机编程实现,文中对一算例进行了数值计算,计算结果表明该方法是求解弹塑性耦合损伤问题的有效方法。     

有限元中的拟协调元及在构造双曲壳单元上的应用

本文以弹性力学连续性方程的弱形式出发，用网线函数推导出了近似的协调元即拟协调元［１］，并进一步论证了拟协调元通过分片试验和满足刚体位移条件，提出了一个构造双曲壳单元的方法。 文中以双曲扁壳为例，构造出具有十五个自由度的双曲扁壳三角形单元。计算实例表明，单元比较好地满足刚体位移条件，计算的精度和收敛性是令人满意的。与文献［１３］提出的具有３６个自由度的三角形双曲壳单元相比，本文构造的单元具有节点参数少，计算量少，更适于分析复杂结构的优点。     

基于状态空间理论的多变量样条元法

本文提出一种基于状态空间理论的多变量样条元法。文中根据弹性理论的控制方程和二类变量广义变分原理导出状态方程．应用基样条函数构造二类场变量函数，建立了以样条结点参数为未知量的状态方程组，由现代控制论中的状态空间法来求解．文中给出平面应力问题的数值算例，计算结果表明，与材料力学方法十分接近．本文方法计算量小、精度好、效率高，可推广应用于板壳结构等问题     

弹塑性力学变分原理的新形式

以参量变分原理为基础,建立并证明了二类变量变分原理,针对最小势能原理,给出了有限元列式,并把非线性约束项划归到目标函数中,构造出适合于神经网络的处理的变分原理形式,证明非线性约束处理前后的等价性,讨论了非线性项系数的确定方法。     

应力集中单元

本文借助于复变函数方法，以圆孔为例，给出一个八节点的应力集中单元。单元的复应力函数，精确地满足孔边的边界条件，而在单元的外边界上，借助于最小余能原理，在变分意义下满足由节点位移参数表示的位移边界条件。实例表明，这样的单元可以较精确地反映出孔边的应力集中现象，在通用程序中应用该单元计算应力集中是非常有效的．     

两个新的空间单元

给出了两种改进协调元的方法，并建立了两个新的八节点空间单元。第一个单元 是直接构造不协调的单元函数，并增加对不协调函数的分片试验约束．该单元的应力 计算精度较作者以前提出的单元Ｑｃ１１有较大的改善。第二个单元是广义杂交模型． 它是以广义变分原理为根据．通过调整单元内的应力、应变参数．实现了用杂交法建 立高精度的八节点空间单元．相对卞学提出的基于Ｒｅｉｓｓｎｅｒ原理的应力杂交模型， 它避免了推导时所需的几何摄动。     

电磁热弹性壳的齐次状态向量方程和等参元列式

为简化求解电磁热弹性壳齐次状态向量方程的方法，先通过电磁热弹性材料广义的H—R变分原理推导了非齐次的状态向量方程，进一步考虑热平衡方程与导热方程中变量的对偶关系，通过增加方程的维数，将非齐次方程转化为能独立求解的齐次方程．同时，直接将温度梯度关系写进电磁热弹性材料广义的本构关系中，通过构建一个新的变分原理，方便地导出了电磁热弹性壳齐次的四节点等参元列式．实例分析说明了齐次方程方法数值结果的稳定性和精确性．     

求解Navier－Stokes方程的Gauss－Seidel型格式

本文提出了求解Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程中的涡度函数的半隐式迎风型与Ｓａｍａｒｓｋｉｉ型差分格式，分析了它们的相容性、稳定性，并对Ｒｅ＝１００．１０００时的方腔涡流进行了数值计算。计算结果表明，本文所构造的格式与文［１］中的半隐式指数型格式一样可以用来计算Ｎ－ｓ方程，并且有节省计算时间的优点。     

基于p元的解析灵敏度分析方法的研究

在ｐ元分析的基础上,讨论了解析灵敏度分析的列式和实现方法．以二维几何单元为例推导出隐式微分敏度分析公式,同时给出了利用ＰＣＧ迭代方法求解灵敏度方程的初始解向量选取方案．计算结果表明本文敏度分析方法是高效的、高精度的．     

异形容腔在边界受冲击载荷下的流动分析

研究了扇形流域内隔板受冲击激励时大粘性流体的流动特性，通过理论分析和数值计算，证实了域内流动遵循非定常Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，其原变量型有限元方程系数矩阵具有不对称性和非线性性，对Ｎ－Ｓ方程根据具体情况作了一定简化，利用有限元求出其速度一压力分布．结果表明，本文采用的计算方法和简化思想在工程应用中是可行的。     

预处理算法在非定常流动计算中的应用

介绍了一种可应用于全速度范围的非定常N-S方程数值求解方法,并全面考核该方法的适用性。该方法通过引进伪时间导数项,对伪时间导数进行预处理以解决低速时方程系数矩阵刚性过大的问题;同时用双时间步推进算法保证时间精度,将该方法推广应用到非定常问题的求解。文中给出了若干算例,覆盖了从极低马赫数到超音速、无粘/层流/湍流、二维/三维、定常/非定常情况。算例结果表明,该方法在较宽的使用范围内均能得到理想的计算结果。     

三维塑封充模过程数值模拟方法

针对塑封充模过程,提出了三维塑封充模过程模拟的稳定性数值计算方法.该方法采用N S方程联合树脂固化反应方程描述三维塑封充模过程,并采用FAN(Flow Analysis Network)方法跟踪流前.为了避免方程求解过程中产生的数值振荡,对动量方程采用GLS(Galerkin Least Square)计算格式,对能量方程采用GLS\\GGLS(Gradient Galerkin Least Square)相结合的计算格式,对反应方程采用SUPG(Streamline Upwind Petrov Galerkin)计算格式.实验证明,该方法具有较好的稳定性和较高的数值精度.     

不可压缩粘性流体同阶插值有限单元的讨论

本文讨论了有限元分析中粘性不可压缩流体原始变量法构造同阶插值单元的困 难，应用通常构造单元的方法，速度和压力采用同阶插值时，直接违反了ＬＢＢ条件 中秩的必要条件，从而出现伪压力横式和整体离散线性方程组不定解等问题，针对 这些问题，本文提出一种构造单元的方法，以六节点三角形单元（ＭＰ－）为例，通 过若干数值算例和部分理论分析，说明了这种方法用于构造同阶插值单元是有效的。     

定常Navier-Stokes方程的非协调四边形元方法

Douglas提出的非协调元具有很好的稳定性,在矩形元上对速度增加了协调泡函数并对压力取间断分片常数.回顾了运用非协调矩形元方法求解定常N-S方程解的稳定性和误差估计;证明了逼近解的存在唯一并给出了数值实验.     

不可压粘性流动N－S耦合方程的有限元解法──I理论

本文对不可压粘性流动非定常Ｎ－Ｓ方程组在耦合条件下应用有限元方法直接求解，并对在高雷诺数下如何提高计算的精度、稳定性以及收敛速度等方面进行了讨论，从而建立起不可压粘性流动Ｎ－Ｓ耦合方程的有限元解法．     

轿车外流场的数值计算和分析

认识汽车的外流场对研究汽车的空气动力特性及气动噪声具有重要的意义 本文采用k -ε二方程模型来求解N -S方程 ,用有限元法对轿车外流场进行数值模拟 ,计算结果反映了汽车外流场特性 ,较好地模拟了汽车拐角处的涡流分离流动     

简化Navier－Stokes方程IF理论广义解的存在性和唯一性

根据简化Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程ＩＦ理论，提出了一个基本假设，在此假设的基础上研究了ＩＦ理论解的存在性和唯一性问题，考察了当简化Ｎ－Ｓ方程逼近Ｎ－Ｓ方程时，论文结论收敛到Ｎ－Ｓ方程的相应结论，这个结论适用于二维不可压ＩＦ流动。     

对流扩散反应方程的一个稳定化混合有限元

本文针对对流扩散反应方程提出了一个稳定化混合有限元格式，该格式基于混合有限元法与最小二乘法的结合.在此格式中，由于最小二乘稳定项的引入，有限元逼近空间的选取无需满足经典的Ladyzhenkaya-Babuska-Brezzi(LBB)稳定性条件，从而对两个变量的有限元逼近可以方便地使用等阶有限元组合.对于定常的对流扩散反应方程，本文获得了有限元的稳定性，对误差进行了估计，并以数值算例验证了理论分析和格式的有效性.对于非定常的对流扩散反应方程，本文给出了有限元的误差估计和数值算例.     

低速湍流中气动噪声预测方法

 为了研究气动噪声的产生机理和传播过程,在考虑介质黏性的影响情况下,采用分解法并结合湍流模型,对低速湍流流动中气动噪声问题在时域上进行数值计算。基于非结构化同位网格和有限体积法,把可压缩N-S方程分解成不可压N-S方程、含黏性项的声扰动方程;为了考虑质点振速和声压耦合,采用SimpleC算法来同步求解不可压N-S方程和声扰动方程。进出口远场边界采用以渐近解为基础的无反射边界条件,并采用与内部区域相对应的有限体积法、时间隐式格式对其进行求解。利用所编制的程序进行层流状态下圆柱绕流气动噪声仿真验证,并与文献结果进行对比,检验本方法的正确性;并结合湍流模型将数值解法推广到湍流状态下气动噪声数值模拟中。结果表明该方法能够很好地反映流场和声场的形态,无反射边界能很好地抑制声波在边界处的反射,适合低速流气动噪声问题模拟,为实际工程中的降噪工作提供预测信息。