铝电解槽电热场计算精度与网格密度的关系

以某300 kA铝电解槽为实验对象,利用有限元商业软件ANSYS12.0建立其1/4槽电热模型,研究电热场计算精度与网格密度的关系.首先,通过在同一模型但不同网格划分策略下的计算结果和计算时间的实验比较,初步确定整体网格划分方案,再在模型局部区域进行网格疏密的探索研究.研究结果表明:对于铝电解槽电热场仿真精度而言,电流密度越大的区域受网格密度影响越大,应采用较细的网格;而电势梯度和温度梯度并非网格密度的决定性因素;最终确定所用算例模型的网格划分方案为:x和y方向单元尺寸均为30mm,z方向阳极钢爪与阳极炭块接触部分取40 mm,z方向其余部分取70 mm,此时,计算精度高且计算效率最高.     

约束方程的分区网格划分法

在有限元中．把形状复杂的模型划分成四边形或六面体网格,一直以来都是一个很难解决的问题．利用约束方程进行分区网格划分,把一个模型分成多个形状规则的小区域并对其进行映像网格划分,然后使用约束方程,把相邻区域相接面上的单元节点联系起来．解决对复杂模型进行网格划分时很难划分出理想网格的同腰．并对不同的小区域进行网格密度控制．     

多连通域三角剖分的网格推进法

提出了一种有限元网格的自动生成算法．方法包括三部分：１）用单元尺寸长度控制生成网格的疏密分布;２）通过对内节点及其相邻前后内节点角度的判定生成新的节点和单元;３）对内节点循环的控制来保证网格向内推进并收敛．研究了网格性能改善的方法．整个程序应用面向对象设计方法．结构明了,需要人工输入的数据量少,生成网格的质量较高．     

网格对混凝土侵彻数值模拟的影响

研究动能弹侵彻混凝土类问题的数值模拟计算中,网格单元尺寸的划分对计算结果的影响规律,找出合理的网格尺寸取值范围.应用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D,对57 mm口径尖头弹丸以300 m/s着速垂直侵彻直径1.6 m,厚1 m的混凝土靶板进行仿真计算,得到了靶板不同计算网格尺寸条件下的侵彻深度、侵彻过载以及损伤区数据.通过对比分析确定,为得到比较理想的计算结果,弹丸半径和网格边长的比值λ应该在6.0左右取值.     

有限元网格自动生成的并行区域划分算法

提出了一种基于网格生成递归法的并行区域划分算法,该算法依据网格生成代价的估算分析,采用迭代分解法对区域进行并行划分．在曙光１０００Ａ系统上的运行结果表明,该网格算法的效率和加速比均优于串行递归算法     

一种有限元网格自动生成方法

本文在对四边形网格生成方法深入研究的基础上 ,提出了一种适合于金属成形有限元模拟的自动的网格生成法 ,其特点在于网格中的单元尺寸可变化、边界单元质量较高。通过几个应用举例证明了该方法有效且通用     

对流占优的积分微分方程区域分裂变网格有限元方法

研究了对流占优的积分微分方程的初边值问题，提出了区域分裂变网格有限元方法．它在各个子区域内部及跨越内边界时保持了物质的守恒性，在内边界上的导数值由上一层函数值得到，由此实现了算法的并行，并利用变网格方法使网格随时间动态的变化、还给出了收敛性分析和误差估计．     

多面结构连接的有限元网格划分

以船体结构中一典型多面板连接结构为例,阐述了利用有限元分析预处理软件先建立几何模型,利用区域分割法将几何模型进行区域划分,最后进行网格自动划分和调整,形成有限元网格模型的完整过程,研究为同类模型的建立提供了简便的思路,有效减少了建模的出错率。     

有限元网格自动生成的并行区域划分算法

提出了一种基于网格生成递归法的地区域划分算法,该算法依据网格生成代价的估算分析,采用迭代分解法对区域进行并行划分。在曙光１０００Ａ系统上的运行结果表明,该网格算法的效率和加速比均优于串行递归算法。     

一种基于特征区域划分的网格简化方法

目的研究对三维网格模型简化的一种方法。方法根据人脸面部特征点将人脸划分为关键特征区和非关键特征区,在不同的区域设定不同的离散曲率简化阈值,采用边折叠的方式来减少网格密度。结果该方法能有效地减少网格的数据量,同时保持人脸的特征细节。结论对三维网格模型使用基于特征区域划分的网格简化方法,降低了模型的复杂度。     

六面体有限元网格生成方法综述

总结了近年来三维六面体有限元网格自动生成方法的研究进展，分析了各种网格生成方法的优缺点，并对该领域的发展方向做了一定的探讨。     

二维有限元网格的局部加密方法

设计了关键点、圆域和矩形域三种有限元网格局部加密方式．在所构造的局部加密嵌入面域内,利用基于Delaunay剖分的动态节点-单元一体化生成算法生成局部加密网格,并将其嵌入原网格,以实现分析对象关键区域有限元网格的局部加密．算例表明,该方法生成的网格质量良好,符合有限元分析要求．     

柴油机零部件有限元网格自动生成及修改方法

在有限元网格生成理论的基础上,探讨了柴油机零部件计算机辅助网格生成算法,并利用这些算法完成活塞、缸套等轴对称结构以及气缸盖的气道等复杂结构的全部三维有限元网格,为今后复杂结构的三维有限元计算中的网格生成提供了新的方法     

转子叶片有限元网格生成方法及准静态分析

结合航空发动机转子叶片,讨论了复杂形体自动生成合理的有限元网格所遇到的困难和常用方法的优缺点及其改进途径.针对问题的几何特点,提出子块串联2D编号、广义四边形、复杂曲面节点坐标插值等实用方法.对于实际叶片的准静态有限元分析表明,上述方法弥补了通用网格自动生成方法的某些不足,比较简单、有效,可以在复杂形体有限元剖分时保持良好的单元形状,在自行研发的专用有限元程序设计中有普遍应用价值.     

非结构网格RKDG方法求解多介质界面问题

在多介质流体力学方程数值模拟中,界面的计算是一个非常重要的问题.采用非结构网格上RKDG(Runge-Kutta Discontinuous Galerkin)有限元方法,给出了捕捉多介质界面的Lev-el Set方程和重新初始化方程的计算方法.数值实验表明多介质界面在非结构网格计算上,RKDG有限元方法具有很大的优点.     

空间箱型结构有限元网格的形成

本文论述了对空间箱型结构进行有限元网格自动形成的方法,简述了根据该方法编制的网格形成程序;通过实例计算证明了网格形成方法和程序的正确性。     

基于拓扑分割的泵叶轮六面体网格划分方法

叶轮是泵设备的核心零部件之一,关系着泵设备运行的稳定性与安全性;为提高叶轮数值模拟试验的精度与求解效率,提出了一种基于拓扑分割的泵叶轮全六面体网格划分方法;首先进行物理三维模型的拓扑结构理论分析,获取模型的拓扑分割方法;其次研究基于映射理论的六面体网格生成方法,获得虚拟计算域模型;然后优化网格质量并进行网格规模控制;最后以泵叶轮为例,开展全六面体有限元网格划分,并利用ANSYS仿真软件,验证叶轮全六面体有限元网格划分方法的合理性;研究结果表明:叶轮全六面体网格模型具有网格质量高、抗畸变能力强、规模数量小、求解效率快等特点。     

基于离散Kirchhoff理论的多边形样条薄板单元

在有限元方法中,采用多边形单元可以有效地模拟材料的力学性能,又使得网格剖分变得灵活方便.此外,允许退化情形的多边形单元可以处理出现悬节点的奇异网格.但目前对多边形薄板单元的研究却不多.多边形单元的研究难点在于插值基函数的构造.本文采用样条和基于三角形面积坐标的B网方法,将多边形进行三角剖分,通过适当选取连续性条件消去内部节点自由度,构造允许1-irregular退化的多边形样条插值基函数,再结合离散Kirchhoff理论得到多边形薄板弯曲单元,记为DKPS单元.该单元的插值自由度为各个顶点处的扰度和两个转角,并对直角坐标具有二次完备性,可以处理凸多边形、凹多边形和退化的网格.而且,采用多项式B网方法,可以方便地进行单元刚度矩阵的计算,无需使用数值积分公式.数值实验显示该单元对畸变网格仍然能保持很好的计算精度,是一种高效的单元.     

斜齿轮三维有限元网格和接触单元的自动生成

提出了一种斜齿圆柱齿轮三维有限元网格自动生成的算法,研究了啮合齿廓面接触单元的自动生成。通过对轮齿端面的合理分割,该算法有效地避免了端面网格中出现大的钝角,改善了单元质量。可方便地调整轮齿不同部位网格密度,以适应弯曲应力和接触应力等不同的分析需要。全部算法和生成过程实现了程序化和参数化,在输入齿轮基本参数后即可生成三维有限元模型数据文件,可直接用于通用有限元软件完成斜齿轮弯曲强度或接触强度的计算。     

基于Jacobian矩阵的三维有限元网格质量优化

对Ｊａｃｏｂｉａｎ矩阵变换后得到一个新的目标函数,该目标函数有效地反映了有限元单元的拉压变形和剪切变形,且具有易于求导,便于采用优化算法求解等优点．该函数和单元的尺寸无关,并能适用于绝大多数类型的有限元网格（包括平面和三维网格）．利用该函数实现了对复杂形状的有限元网格的质量优化．