不变网格确定渗流自由面的节点虚流量法

1 前言用有限元法求解堤坝渗流场时,遇到不易解决的问题是如何在程序中处理并确定事先不知其确切位置的渗流自由面(free surface of seepage)和渗出面(seepage surface).如何用简单可靠的新算法来求解含渗流自由面及渗出面渗流问题的课题历来是国内外渗流工作者极感兴趣的研究内容.传统的有限元法求解方法是变网格法,此法直接引用60年代中期Zienkiewicz等     

有自由面渗流的无单元法

为解决传统有限元方法很难处理复杂渗透介质的计算域这一问题,提出了有自由面渗流的无单元法。无单元法利用滑动最小二乘法来建立在全域高阶连续可导的插值函数,具有积分网格和节点相互独立的优点,可以避免有限元法中网格在迭代过程中变化的问题,实现了真正意义上的网格固定。计算实例表明,无单元法计算结果的精度较其他方法有所提高,并具有简单、灵活的优点。     

节点虚流量法的某抽水蓄能电站地下厂房渗流场分析

利用求解有自由面渗流场的节点虚流量法,对某抽水蓄能电站施工期地下厂房渗流场分布进行三维有限元仿真模拟,着重研究施工期厂房区洞室的渗流特性,并对施工期厂房区渗控方案进行评价.研究表明,施工期间排水设施尚未形成时,各已经开挖的洞室成为排水的主要边界;在保证各洞室的渗透水能及时排出的提前下,渗流场可以满足施工环境要求;顶排型排水幕排水效果并不明显.     

大转动三角形平面单元有限元分析的共旋坐标法

基于能显著减小单刚计算量的场一致性原则,遵循标准的共旋坐标法,导出了三角形平面单元在大转动、小应变条件下的单元切线刚度矩阵.利用这一非对称的单元切线刚度矩阵编制程序,运用该程序对悬臂端作用有集中力的平面悬臂梁进行了计算.计算结果表明,所提出的单元切线刚度矩阵列式正确,该单元刚度矩阵虽然不对称,但计算较简单.这在非线性计算中对于减小由于计算机位数限制带来的累积舍入误差和提高迭代的收敛性具有重要意义.     

用罚函数无单元法分析有自由面的稳定渗流场

详细推导了无单元Galerkin法求解有自由面渗流问题的基本方程.采用罚函数法处理渗流边界条件,并给出选取罚因子的具体表达式.编制了相应的无单元法计算程序,并计算了覆盖层上均质土坝的渗流场.计算结果表明,用罚函数法处理渗流边界条件,计算精度高,该法用于无单元法分析渗流问题是可行的.     

基于Newmark法的三角形板单元局部效应修正

在一般有限元法的基础上推导了三角形板单元局部效应修正公式,利用Newmark逐步积分法在不同荷载激励下对结构进行动力响应分析。计算结果表明,考虑局部效应可以使动内力计算结果更为准确。在进行大型复杂结构的动力响应分析时,通过考虑局部效应,可在计算模型大大简化的同时,获得较为精确的计算结果。     

研究叠层梁间接触压力规律节点——梁单元法

本文采用节点梁单元对双层叠层梁间接触压力规律进行了研究，并给出了与文献（２）、（３）一致的公式和结论。分析说明节点－－梁单元法在梁间接触压力规律的研究中是一咱简捷和有效的方法。     

宏观三角形分区板壳单元研究

基于经典平板壳理论和假设自然应变方法,研究了一种新型的宏观三角形分区(Macro Triangular Partition ,MTP)平板壳单元．引入内部虚拟节点后,所建单元将一个常规三角形平板壳单元细分为3个子三角形 单元,通过特定取样点处的坐标组合以及相应的应力应变关系来不断更新各子单元区域的刚度矩阵,然后 滤出虚拟节点形成宏观三角形分区板壳单元的最终刚度矩阵表达式．一方面,由于运用了分区再整合的思 想,该单元最终的表达形式只具有极少的自由度,从而大大地节省结构分析中烦冗的计算量;另一方面,该 单元考虑了横向剪切效应的影响,对壳厚具有较强的适应性,可以显著地克服以往针对板壳结构只进行二 维分析所带来的结果偏差．已有的计算结果显示,基于通用有限元软件ABAQUS提供的用户定义单元(UEL) 功能,宏观三角形分区平板壳单元可以实现较为精确的板壳结构分析．     

不规则边界面上离散节点三角形单元的自动连结

三维边界单元法解空间弹性力学问题,只需将边界面划分为单元。本文对几何形状不规则或边界节点分布无规律的边界面,给出了将边界节点自动连结成三角形单元网格的一种方法。     

用三角形单元建立拓扑优化类桁架连续体

为克服用矩形单元划分不规则区域的困难,使得结点和单元的分布可控性好,采用三角形常应变单元建立拓扑优化的类桁架连续体.以杆件在结点位置的方向和密度作为设计变量,采用优化准则法进行优化.在迭代过程中,将杆件的方向调整到主应力方向,根据主应力方向的应变调整杆件的密度.通过对单元进行局部加密,能够明显改善杆件汇交点处的拓扑优化结果.算例表明,方法是合理的、有效的.     

基于有限元法的特种液压扳手结构优化分析

运用有限元法进行结构优化设计的基本原理,针对坦克履带液压调整器特种液压扳手主要机件所涉及非线性接触等问题,进行了有限元优化的计算分析与研究,得到了优化的形状与尺寸,结构特性与受力状况得到明显改善。     

椭圆型方程的Legendre三角单元谱元法

采用最近发展的一种三角形到四边形的映射,对复杂区域上椭圆型方程的混合边界问题,建立三角单元的Legendre谱元法,应用于若干不规则区域问题的计算.通过数值算例验证该方法的有效性.     

一种基于三角不等式原理的数据匹配方法

如何提高数据匹配的精确率，正确率以及效率，使匹配流程自动化是数据库领域的一个热点问题。文章提出了一种metrics空间下的数据匹配新方法。方法基于三角不等式原理，对数据分类匹配比较，并引入多重循环机制提高匹配效率。文章分析了方法的复杂度，并实验验证了方法的有效性。实验结果表明，方法能够有效的匹配结果的精确率和正确率和效率。     

基于AIF的三角形网格切割方法

在三角形网格的三维表面模型基础上,提出了一种基于AIF的三角形网格切割算法.切割过程中,首先通过AIF的网格拓扑结构检索算法,由离散的切割点来构造连续的切割路径,然后修改AIF,实现网格重建,获得新的三角形网格和拓扑结构,最后利用AIF与树型搜索算法实现对切割后独立三角形网格群的提取,获得切割分离的效果.试验结果表明,所提出的算法可较好地执行切割分离过程,并且得到较高的精确度和真实的切分绘制效果.     

V形切口奇应变三角形单元

本文根据V形切口尖端应力奇异规律,提出了计算切口断裂问题的V形切口奇应变三角形单元.该单元能反映切口的两种奇异性.当切口闭合成裂纹时,这种单元就演变成具有1/2奇异性的裂纹奇应变三角形单元.因此本文提出的奇应变单元是裂纹奇应变三角形单元的推广.用本文提出的特殊单元计算V形切口应力强度因子时,对不同的受力情况,当单元尺寸为切口深度的1/3至1/6时,即可满足实用精度要求.     

完全无闭锁厚薄板通用弯曲三角形单元

文章提出了将已有的薄板三角形单元扩展为无剪切闭锁现象的厚薄板通用单元的一般方法。对于薄板极限情况 ,这种厚薄板通用单元自动退化为原有的薄板单元 ,完全无剪切闭锁现象发生。应用此法构造的的厚薄板通用三角形单元LFT1自由度少 ,推导简明并具有通用性 ,能够通过分片检验。数值算例表明单元LFT1对薄板和厚板都具有较高的精度 ,适用于实际工程计算     

基于有限元法和边界元法的轻量化车身声学分析

应用计算机辅助工程分析技术对一更换材料和板厚的轻量化七座客车进行声学分析.在计算声压响应时,应用有限元法进行了车身结构的频率响应分析,将计算所得的结构壁板速度响应作为内部声腔的边界条件,采用边界元法计算乘员室内部的声响应.由于整车结构优化的复杂性和汽车轻量化的要求,只对高出原结构声压响应的声压峰值进行了壁板贡献度分析,确定了贡献度最大的板,使后续的结构优化更有针对性.     

基于优化方法的有限元模型修正方法

在进行结构动力分析时,依据理论建立的有限元模型与结构的实际情况不可避免地存在着差异,必须用试验得到的结果对有限元模型进行修正.利用ANSYS有限元软件的优化功能对一悬臂梁进行模型修正,修正后的有限元模型具有很高的精度.该方法修正过程简单,且修正效果好,为有限元模型修正方法提供了例证.     

基于有限元的生物力学仿真研究

对运动训练和竞技比赛中常见的运动损伤部位胫骨建立有限元模型,利用ansys研究胫骨的受力,在实际训练和比赛中为尽可能的避免运动损伤提供参考.