基于等几何配点法的柔索非线性动力学分析

针对柔索结构非线性动力学问题,提出了基于非均匀有理B样条(NURBS)的等几何配点法.利用哈密顿原理建立了耦合三个平动自由度和一个扭转自由度的柔索非线性运动方程,基于等参元的思想,利用NURBS基函数的高阶连续性和配点离散强形式的控制偏微分方程组,采用Newmark-β时间积分与修正的Newton-Raphson非线性迭代法求解离散动力学方程.通过与传统有限元法计算结果对比,验证了该数值方法的准确性和高效性.进一步分析了等几何配点法典型的收敛特性,表明该方法能有效处理非线性动力学问题.     

基于T样条网格局部细化的等几何分析研究

基于非均匀有理B样条的等几何分析是近年来新出现的一种数值计算方法。为了有效处理该方法难以支持局部网格细化、不能保证水密性等不足,基于T样条网格局部细化方法对1个基准测试样例进行了等几何分析,并和有限元方法进行了比较。结果表明,在网格划分密度相近的情况下,等几何分析计算精度高于有限元方法,T样条控制点网格生成和局部细化过程更为简单,易与CAD模型集成,能够改进当前产品设计和分析环节相互独立、整体工作效率较低的行业模式,为自适应网格划分和高效数值计算提供了新的选择。     

基于数值计算的非均匀有理B样条性质研究

本文针对等几何分析（IGA）中替代传统多项式差值函数进行结构分析的非均匀有理B样条（NURBS）基函数,采用数值计算的手段对其主要性质进行讨论。通过数值算例,分别对NURBS基函数的非负性、参数性、局部支撑性以及高阶连续性进行了验证和分析。数值算例结果不仅从数值计算角度验证了NURBS基函数的主要性质,还验证了所建数值分析模式的有效性和可行性,并对NURBS基函数及其导数的性质给出了较为详细的说明,可为相关研究人员对新型数值计算模型的提出提供一个新的方向。     

基于等几何-边界元法的热弹性力学问题分析

温度变化引起的固体热应力问题一直是影响固体材料寿命的重要因素之一.边界元方法利用边界积分代替域积分,对复杂问题的降维处理大大降低了计算复杂度.利用非均匀有理B样条曲线(NURBS)构建计算模型边界,采用等几何思想进行单元划分,从而克服了单元离散造成的几何误差.由于热应力的存在,导致构造的等几何边界积分方程里含有域积分项...     

用摄动—变率配点法解薄板几何非线性问题

先用摄动法将薄板的非线性微分方程组化为一系列线性微分方程组，然后用变率配点法解这些线性微分方程组。给出算例，并与有限元法结果进行了比较。     

输流管道混沌运动的一种数值解

提出采用微分求积法数值求解输流管道的混沌运动问题.从悬臂输流管道模型出发,利用微分求积法形成管道振动的动力学方程,运用分岔图、相平面图和庞加莱映射图等分析手段发现了管道存有混沌运动的可能.计算结果表明,在所研究的管道系统中存在倍周期分岔现象并最终通向混沌运动的参数区域,这与前人的研究成果具有一致性.与传统的伽辽金法相比,微分求积法的实施过程避免了繁琐的数值积分运算,并能获得满足工程需要的计算精度.     

一类输流管道模型的稳定性与分岔分析

研究了一类铰-铰结构输流管道在组合参数共振和内共振下的分岔行为.利用多尺度法得到模态方程、约化方程和特征方程.利用规范型理论,给出了系统在简单零特征根、一对纯虚特征根和一个负特征根情形下的规范型,并详细讨论了系统的分岔解及其稳定性,给出了系统稳定性条件.研究表明,系统存在静态分岔、初始Hopf分岔、第二类Hopf分岔及2维胎面等分岔解,并画出分岔转迁曲线图.     

考虑剪切变形时的输流管道动力特性分析

分析了考虑剪切变形时输流管道的动力特性和动力稳定性     

摄动－数学规划配点法求解薄板几何非线性问题

本文把摄动法和数学规划配点法结合起来，分析了薄板的几何非线性问题．首先，采用摄动法将非线性偏微分方程化成一系列的线性偏微分方程．然后，用配点法得出数学规划方程并求解之．文中给出算例，结果表明了该法简便且有效．     

基于双向流固耦合的多跨过桥水管模态分析

选取多跨过桥水管为研究算例,采用基于双向流固耦合的模态分析方法,对过桥水管的模态进行分析,并与直接耦合法、单向流固耦合法进行对比,在此基础上考虑流速对模态的影响.研究结果表明:基于双向流固耦合问题的模态分析方法可以得到更为合理的结果,当流速变化范围不大时,水管内水流速度对过桥管道的自振频率影响很小.     

轴向载荷输流管道的稳定性分析

目的 分析轴向载荷对两端简支输流管道稳定性的影响。方法 采用递推格式的有限差分法。结果 得出了不同轴向载荷和不同质量比下的无量纲流速与无量纲频率的关系曲线。结论 轴向载荷对两端简支输流管道的稳定性有较为显的影响。     

输液管道结构横向振动问题的粘性效应

针对在输液管道结构中粘性项对横向振动问题的影响是否可以忽略的问题,采用微元法建立数学模型,得出简支梁情况下侣的频率解,最后算例结果表明流体粘性对管道的振动频率的影响是可以忽略不计的.     

"四构件装配式钢筋混凝土管形通道"实用计算方法研究

文章对"四构件装配式钢筋混凝土管形通道"结构体系的工作状态进行了较深入的研究.针对目前计算方法和计算模型存在的不足,提出以可变联合作用体系、有限弹性工作状态、有限联合界面粘结和近似弗拉曼条件解为核心的基本假定.在此基础上,将桩基计算"m法"与结构计算"有限元法"结合,提出用于土中复杂结构计算,始于弹性初始状态的"有限元...     

不同流变模式钻井流体圆管层流压耗的通用精确算法

钻井工程常用的管流压耗分析方法计算精度低,且不能适应一些相对复杂的流变模式。在已知流变方程的条件下,利用通用圆管流量方程建立流量与管壁切应力或管壁剪切速率的精确关系式,通过该关系式由给定的流量求解管壁切应力,进而获得圆管层流压耗精确值。这种方法适用于所有流变模式的钻井流体圆管层流,具有普适性好、建模过程简单、模型精度高等特点;室内试验表明该算法相对于传统算法是一种更加精确的圆管层流压耗计算方法;该方法的提出为一些复杂的流变模式在钻井工程及其他工程领域的推广应用提供了良好的基础。     

井下钻井液密度简易计算方法

 针对目前井下钻井液密度的计算问题, 在综合已有的复合模型、经验模型计算法的基础上, 结合现场钻井液运用情况, 提出一种适用于高温高压下钻井液密度的简易计算方法。分别研究液相水、液相油密度随井下温度、压力的变化规律, 并考虑实际钻井液液相水、液相油的组分, 根据体积比系数计算井下钻井液的密度值。选取具有一定代表性的水基、油基钻井液进行实例验证, 结果表明该简易计算方法的计算精度能够满足工程要求, 且具有计算简便、可操作性强等优点。     

静电场问题的等几何分析方法

等几何分析方法是一种新型的数值方法,它将几何模型和计算模型统一起来,从而消除了传统方法中二次建模的冗余过程,同时也消除了网格离散过程中几何模型和计算模型的非一致性.将此方法扩展到静电场问题,利用几何等参思想构造域内变量场分布,通过加权余量法将控制微分方程弱化为等几何离散方程,对于强制边界条件,通过分组的方式得以施加.将矩形域内静电场问题的计算结果和传统的有限元方法比较,结果表明此方法具有自由度少、精度高、收敛速度快的优点,可以应用其求解椭圆微带线的特征阻抗.     

输液管临界流速分析的精细积分法

将精细积分法用于分析输液管的临界流速．先将输液管的控制方程写成状态向量的形式，通过精细积分法高精度地计算传递矩阵，再由边界条件得到输液管临界流速问题的特征方程，解此方程就可确定临界流速，应用表明，该方法处理此类问题原理简单，实施容易，易于处理各种支承情况，而且由于最终只须求解一个二阶矩阵方程，因此计算量小，精度也令人满意．     

泡沫在井筒中流动的水力计算新方法

基于机械能守恒原理,考虑加速度压力梯度项,以Berthelot第二维里系数完善了泡沫流体的状态方程,结合了合理的假设,通过对理论公式推导和化简,得到了非牛顿流体可压缩流动的关于压力的常微分方程.对该方程采用Runge-Kutta方法进行求解,从而能够获得泡沫流体在井筒流动过程中的各水力参数.此方法物理数学意义明确,计算量小,编程方便,且不存在计算结果收敛性的问题.以泡沫正冲砂为例,此方法计算所得结果与文献计算方法所得结果一致,说明此方法具有较高的精度,能够满足工程需要.     

Allen-Cahn方程的时空谱配置法

Allen-Cahn方程是重要的相场模型, 在界面动力学问题研究中得到广泛应用.在时间和空间方向上使用Legendre-Gauss-Lobatto结点构造了Allen-Cahn方程的谱配置格式,并使用不动点迭代法求解所得非线性系统.丰富的数值算例验证了新算法的有效性.