改进的基于特征线理论的流体力学有限元法

通过沿特征线求解动量方程,并运用局部泰勒级数展开对方程的离散进行简化,在传统的基于特征线离散的分裂算法的基础上,推导了一种精确的显式离散方法,详细给出了基于局部泰勒级数展开的特征线离散过程,并推导了有限元控制方程.通过自主研发的空间结构自动分析设计系统(简称AADS)流体模块中的三维算例计算,表明文中的分析是正确的,提出的改进方法具有较高的计算精度.     

网壳结构的指示矩阵算法

网壳结构作为一种新颖的建筑型体.在我国已开始得到重视并用于实际工程.但由于网壳结构形体的多变性和众多单元数量,当用计算机进行结构分析和设计时,前期工作量很大.因此,本文在分析了网壳结构形体的基础上,提出了结构的成形策略,并引进了一套易在计算机上实施的、指示结构几何构成的算法,用指示矩阵算法实现了网壳结构的前处理.使用结果表明,本法简单、正确、有效,是用于结构前处理的一种较为系统的方法.     

面向对象有限元方法及其C++实现

系统归纳了面向对象有限元的基本理论和实现方法，比较了传统有限元实现方法与现代面向对象有限元方法的共同点及不同点．通过针对空间结构分析软件的基于统一建模语言(UML)的系统设计和运用C 语言实现面向对象有限元的程序框架，表明了面向对象有限元方法的先进性和基于C 语言实现的可行性．     

多因素耦合影响下的杆系结构几何非线性分析

通过分析横向剪切对梁单元的影响、轴心力的二次影响以及约束扭转时翘曲引起的二次剪应力效应 ,引入了翘曲函数及三次多项式的扭转模式 ,得出了 7个自由度的杆系结构精确模型 .在几何非线性分析中 ,考虑了轴向荷载、平面弯曲、剪切、约束扭转翘曲以及荷载 -变形各效应的耦合 ,基于此建立了变形状态几何非线性分析的切线刚度矩阵 .利用建立于弧长法基础上的球面显式迭代 -增量法 ,进行了空间结构的几何非线性全过程分析 .     

利用能量守恒和径向基函数插值的流固耦合界面数据传递方法

根据界面能量守恒原理,将径向基函数(RBF)引入流固耦合分析领域,提出了基予RBF插值的流固耦合界面数据传递方法(RBF/FSI).推导了界面位移传递矩阵,并根据RBF/FSI算法编制了相应的界面信息传递的计算程序.以三维耦合界面的位移信息传递为例,将数值计算结果和解析解进行了对比分析,结果表明,RBF/FSI算法计算效率高,计算结果准确,适合处理复杂耦合界面的流固耦合信息传递.此外,RBF/FSI算法允许CSD(计算结构力学)、CFD(计算流体力学)采用任意网格形式,因此在CSD和CFD计算程序之间可以开发独立的界面信息传递接口程序,很容易实现弱耦合分析.     

一种用于流固耦合分析的有限元网格简捷更新方法

针对流固耦合分析中的移动边界问题,在拟固体二步法的基础上,提出一种新的有限元网格更新方法:第一步(预测步),将流体网格作为指定位移边界条件下的拟固体,进行线弹性分析;第二步(校正步),根据第一步计算得到的应变场,采用主剪应变方法,赋予主剪应变较大的单元以较大的杨氏模量,对所构造的非均质固体进行运动分析,得到理想的更新网格.采用不同算法对不同运动类型(包括平动、转动、变形)和不同运动幅度下的二维、三维网格运动进行计算,结果表明:与一步法和Chiandussi法相比,文中提出的方法具有较强的适用性,能显著地减小单元的畸变,使网格保持优良的计算性能,适用于大变形流固耦合问题中的网格更新计算.     

双层筒形网壳的指示矩阵算法

双层筒形网壳的指示矩阵算法是基于将结构的形体用矩阵的形式来表示的一种算法;它引进一整套节点及杆件信息的表示法,从而能自动形成结构的节点序号及单元编号,自动生成描写结构节点、单元、边界条件和荷载向量等数据结构.指示矩阵算法适用于各种形式的网壳结构,极大地简化了计算机分析的前处理工作.     

流体-结构耦合界面的数据传输研究

针对流固耦合作用发生在耦合界面的情形,分析了耦合界面数据传输应该满足的条件;基于能量守恒原理,研究了耦舍界面数据传输的方法,讨论了耦合界面处收敛的判定条件．