不同间距的五圆柱体绕流的流体动力特性研究

利用边界元方法对不同间距的五圆柱体绕流问题进行研究——即边界元方法在水利方面的应用,得到了不同间距的五圆柱体绕流的速度场、内点的压力场、边界的压力分布以及各圆柱体所受到的黏性摩擦阻力。为了提高计算的精度,在边界积分离散化时采用线单元法,并用混合单元法对边界角点进行了处理。计算结果合理,处理问题方便、简捷,方法适应性强。     

多股电缆线电场的边界元方法

用边界元方法．研究了多股电缆线电场问题．在控制方程的基础上,利用其基本解,通过加权余量法建立内点和边界的积分方程．对边界剖分进行二次元处理．得到离散化的计算格式．给出了多股并行电缆线不同轴心距下所形成的电场特性．     

对三柱体绕流流场和压力场的研究

采用边界元方法对三柱体绕流问题进行了研究,得到了速度场、内点的压力场及边界的压力分布;为了提高计算的精度,在边界积分离散化时采用线单元法,并用混合单元法对边界角点进行了处理,计算表明结果是合理的。     

传输电缆线电场的高次元分析方法

用边界元方法，研究传输电缆线的电场问题，为了提高计算精度，采用了高次元分析，提供了简捷可行的计算机模拟方法．给出了轴距不同的电缆所形成的电场特性和相应的数据．     

方形同轴电位数值计算的MATLAB实现

二维静态场对一些特殊对称的边界才能求它的解析解，而许多实际问题由于边界条件复杂需要借助数值法求场域的电位分布。文章以方形同轴线静态场域边值问题为例，论述了有限差分法和有限单元法数值计算的过程中，用MATLAB实现是一种行之有效的方法。     

正交展开法解阶跃边界的二维位场

应用交互正交展开的方法分析了具有阶跃边界的二维位场问题。给出解一个带电矩形导体和３个带电矩形导体外部场的矩阵方程组，并用ＦＯＲＴＲＡＮ７７程序设计语言编出计算程序，画出了一些例子的等位线和电位分布曲面图。     

介质流速对海洋金属结构物阴极保护电位的影响

将流场分析和电位场分析结合起来，分析绕流速度对海洋金属结构物表面阴极保护电位的影响，从而为给出更合理的阴极保护电位的计算方法提供依据，利用边界元法研制了流场分析和电位场分析通过程序－－ＰＣＢＥ，可计算有限域，无限域或半无限域问题，对圆柱绕流问题进行了计算，不同方案计算结果表明，表面介质流速对阴极保护电位的影响是明显的。     

对边界元法的改进（Ⅱ）

就传统边界元法在计算靠近边界的内点位（或场分量）值方面所存在的问题。提出了一种改进方法，即边界单元外移法，它将距所求内点最近的边界单元外移一适当距离，以减小基本解奇异性对求解稳定性和精度的不良影响。推导了外移单元上等效源密度的计算公式，给出了一个算例。     

对边界法的改进（Ⅱ）

就传统边界元法在计算靠近边界的内点位（或场分量）值方面所存在的问题，提出了一种改进方法，即边界单元外移法，它将距所求内点最近的边界单元外移一适当距离，以减小基本解异性对求解稳定性和精度的不良影响。推导了外移单元上等效源密度的计算公式，给出了一个算例。     

用边界单元法分析井底流场

在设计和使用牙轮钻头或ＰＤＣ钻头时，要优选喷嘴的组配，必须了解不同喷嘴配置下井底流场水力分布情况。本文尝试把边界单元法用于分析井底流场水力分布，建立了描述井底漫流速度场的积分方程，给出了采用边界单元法求解井底速度场的数值方法过程，在算例中分析了多喷嘴钻头井底流场的速度分布问题。计算实践表明采用边界单元法可比较简单方便地计算分析多喷嘴井底流场水力分布问题。可用于优选钻头喷嘴组配     

新型曲面四边形边界元精细后处理方法研究

为了精确计算三维静电场的电场强度和电位分布,提出了新型曲面四边形边界元方法．在该方法中,对模型边界面进行二阶四边形单元剖分,对二阶单元顶点上的节点号重新编号,以单元的顶点为求解点,根据二阶四边形曲面参数方程,结合面积比值法定义的曲面单元顶点的形状函数,计算曲面单元顶点的函数值．与一阶平面四边形边界元相比,新型曲面边界元法在没有增加计算节点的情况下,由于采用更接近实际边界的曲面积分,计算精度将明显提高．但由于边界面采用二阶单元粗略剖分,单元数量相对较少,剖分后的模型较粗糙．虽然顶点节点上的函数值比较精确,但只能以平面线性单元的形式显示,离实际模型边界差别较大．本文就此提出边界元精细后处理方法．在该方法中,对曲面单元两边按一定步长等分,再根据曲面的参数方程把曲面单元精细显示出来．单元上新建节点的函数值可由曲面单元顶点上的函数值和面积比值法定义的形状函数插值得到．最后形成经精细显示后的新型曲面边界元方法．算例表明,经精细显示后边界面比未处理前更接近实际边界．     

应用边界元法计算真空中7针状电极系的场分布

根据7针状电极系上的电势,利用边界元积分方程建立以针状电极系线电荷密度为未知量的离散方程,通过求解线性方程组计算针状电极系上线电荷的不均匀分布.由针状电极系上的不均匀线电荷分布计算真空状态下空间任意一点的电势分布,实现了由边界元法对7针状电极系场分布的数值计算.     

用线性边界元分析二维静电场问题

从二维拉普拉斯方程的积分解和线性插值函数出发，推导出二维静电场边值问题的线性单元的边界元方程及电位、场强计算公式。编制用线性边界元法分析了二维静电场边值问题计算程序，并对几个算例进行了计算。所获得的计算结果与相关文献中所报道的数据吻合较好，表明该方法的有效性；同时还分析计算了十字形内导体圆外导体特种同轴传输线的电位、场强和特性阻抗。     

基于悬链线元的索穹顶形状精确确定方法

针对目前索穹顶结构研究中其形状确定方面所存在的不足,提出了基于悬链线元逆迭代的精确修正技术,可以精确求得预张力;使其能在考虑索杆自重的情况下,在给定的初始几何位置上严格平衡.由于刚度矩阵形成和已知索的预张力情况求解索原长是运用悬链线元进行结构分析时需要解决的两个先决问题,首先根据目前文献中处理这两个问题的不足,提出了具有大范围收敛性的刚度迭代技术和不需迭代的索原长高精度求解方法;在此基础上引进逆迭代方法,建立了基于悬链线元的逆迭代形状精确确定方法.最后编制程序对算例进行验证,结果表明这一方法精度极高,且收敛速度快,收敛性好.     

压电体扭转效应研究

初步探讨了压电体的扭转效应。应用弹性理论、压电理论分析了压电体内的扭转应力及由其所导致的非线性极化状态。由电动力学理论得知,极化将会在空间产生电场。根据电场的等效原理,极化梯度的存在,不仅在压电体表面上产生等效面缚电荷,在压电体内部同时也会有等效体束缚电荷聚集。从麦克斯韦方程级及矢量分析出发,推导得到了束缚电荷激发的电场所满足的偏微分方程。通过引入静电场的标量位函数,将电场强度的矢量泊松方转化为位势的椭圆型偏微分方程的诺依曼边值问题。采用有限元法求解得到了束缚电荷产生的电场强度在压电体内及边界上的分布,得到了迥异于线性极化的结果。根据导体在电场中的边界条件分析,有效地在压电体表面布置了检测电极。理论分析结论得到了实验结果的有力支持,并将为单压电体扭矩测量技术奠定基础。     

大跨度悬索自振参数的精确单元计算方法

大跨度悬索的自振参数的确定是研究悬索结构振动的基本条件,其振动有非线性特征,而且还存在明显的面内和面外的振动,振动过程复杂。大跨度悬索自振参数的确定无论是从实际测量还是理论计算,都有一定的难度,在理论计算上目前只能用非线性微分方程方法来求得近似解,然而其求解过程却异常复杂。本文主要从悬索单元的平衡关系出发,以悬索微元为基本研究对象,推导出精确索单元的自由振动特征方程,用线性单元及非线性单元对悬索单元进行模拟,得到相应的刚度矩阵及质量矩阵,计算得悬索的面内自振参数。通过矮寨悬索桥的工程实例将其计算结果与有限元软件计算结果和实测值进行对比,验证了本计算方法的准确性,得出了线性单元模拟计算简单,精确度较差和悬链线模拟计算与有限元计算较接近,与实测值误差也较小的结论。     

地上绝缘导线电磁问题分析

提出一个快速有效的联合模型用于地上绝缘导线的电磁问题分析．耗损土壤的影响用镜像模型表示；导线绝缘层等效为极化电荷．在应用矩量法建立地上绝缘导线感应电流的计算模型之后，进一步推导了导线周围近场的计算公式．经过合理的简化，矩量法矩阵元素可以表示为代数解析式，从而大大提高了模型的计算速度．最后，应用严格模型结果及实验结果对本文方法的有效精确性进行了验证，并将该方法用于实际问题的分析研究．     

基于ANSYS的2根拉索平行钢丝接触问题有限元分析

由于2根钢丝接触问题可以作为整个拉索断面平行钢丝间接触问题的简化,故在用ANSYS有限元方法分析整个拉索断面平行钢丝排列模型的接触问题之前,运用经典理论解和ANSYS有限元方法对2根拉索平行钢丝间接触问题进行了较为详尽的分析,确定出了两根钢丝间的接触宽度、在接触面上产生的最大接触应力及分布等主要参数.同时,将2种分析方法得出的结果进行了对比,表明用ANSYS有限元方法求解接触问题是可行的,其求解的准确性和精度能够满足要求.     

直线电机饱和涡流场的边界元分析

本文用边界元法计算了直线电机副边中的饱和涡流场。通过变量的变换将带有运动电势项的涡流方程转抉为亥姆霍兹方程,并很好地解决了变换后运动媒质与静止媒质矩阵间的连接问题。提出了将媒质中由饱和引起的体电流密度化为等效面电流密度的计算方法。一台直线电机的计算结果同试制样机试验的结果相比基本吻合,证明文中提出的等效概念、数学模型和处理方法以及推导的一系列边界元计算公式是正确的。