功能梯度材料热弹性分析的高阶格点型有限体积法

为提高功能梯度材料(FGMs)热弹性分析的准确性，本文发展了一种二维高阶格点型有限体积法(CV-FVM)。该方法采用八节点四边形单元(Q8)和六节点三角形单元(T6)离散控制方程，并利用交错网格技术，将材料属性定义于单元中心，将待求解的未知变量定义于单元节点。应用该方法求解FGMs的热传导、应力和热应力问题，结果与文献中的解析值吻合良好，验证了其正确性。在计算存在大温度梯度的FGMs热传导问题时，高阶CV-FVM能够有效避免数值振荡；在进行复杂FGMs热弹性分析时，高阶CV-FVM能够有效避免数值不连续问题；同时，在相同的网格数下，采用Q8单元的高阶CV-FVM比低阶CV-FVM和采用T6单元的高阶CV-FVM计算精度要高。