用焓法有限元解相变问题的离散化方法

为了消除应用焓法进行含有相变的有限元传热计算结果呈台阶形的现象,本文作者提出“焓计算单元”和“固相分数”的概念,并将几种一维有限元实施方案的计算结果与精确解对比,说明采用所提出的概念,可以使有限元计算得出更为合理的结果。     

耦合求解焓及移动边界位置的多维相变传热问题的数值焓法

提出了耦合求解焓及移动边界位置的多维相变传热问题的数值焓法。方法的基本特征是通过变换标准的焓公式,分离显热与潜热项,并在引入轴间相变率概念的基础上,将其耦合到潜热源项中,同时对流入/流出相变控制容积的热流密度加以修正,以达到既能提高数值解的精度,又可以达到准确跟踪移动边界的目的。     

导热控制相变问题的一种隐焓解法

在变换焓公式、分离潜热源项的基础上,提出了计算导热控制相变问题的一种等体积节点跳跃隐焓解法。其基本特征是固定空间节点而改变时间步长,确保相前沿总是位于一预先给定的计算节点上,从而将潜热源项的变化处理为内热源项的定常变化。此法适用于计算直角、柱、球座标下的一维导热控制相变问题。     

变时间步长热焓法求解伴有相变的热传导问题

本文在有相变的热传导方程中引入热焓,提出了一种稳定收敛迅速的数值方法——变时间步长焓法,用该方法分析求解了平板以及小球颗拉在气流中的凝固过程,计算结果与积分解的结果十分吻合。     

蓄冷平板二维凝固特性的焓式有限元法分析

为了研究一种相变材料的蓄冷特性,采用焓式有限元法对该材料的凝固特点进行了研究.获得了以该介质为蓄冷媒介的蓄冷平板在第一类边界条件下凝固时的相界面移动规律、板内温度分布及预测蓄冷时间等参数.数值模拟与实验结果吻合度较好,为板式蓄冷器的优化设计和该相变蓄冷材料的应用提供了一定的理论依据.     

一种处理凝固导热方程的焓式源法

对以焓为因变量的导热控制方程．提出一种凝固过程的焓式源法的求解方法．合理地解决了凝固过程结晶潜热的释放问题．算例表明该方法是有效且可行的．     

予估——校正法在相变导热求解中的应用

本文将予估——校正法应用于焓法方程的异步迭代求解,减少了迭代次数,加速了收敛。数值实例就计算精度和计算时间进行了比较。最后就一食品冷冻问题进行了计算,并与实验进行了对比。     

边界元有限元耦合法解桩土相互作用问题

对于桩、土相互作用问题采用了边界元、有限元的耦合法求解,将桩视为三维弹性体,建立桩在Ｌａｐｌａｃｅ空间的有限元频域方程并进行离散,将土介质视为半无限弹性体,采用半无限域动力基本解在Ｌａｐｌａｃｅ空间建立频域边界积分方程并进行离散,应用桩、土交界面处的们移相容和力的平衡条件,耦合建立代数方程组,求得Ｌａｐｌａｃｅ空间的位移的应力,应用数值反演方法求得时域的解。     

伴有相变的热传导焓式有限元法

本文应用热力学能量方程，推导出一种伴有相态变化的热传导焓式有限元求解公式。该方法的主要思路是在整个区域（包括液相、固相及两相界面）建立一个统一方程，用有限元法直接离散热焓场，利用数伍方法求出热焓分布，然后根据热烙与温度之间的关系确定温度场和两相界面。通过对铸件凝固过程分析证明了该方法的正确性。     

基于Sigmoid函数光滑化的等效热容和有限元法求解相变传热问题

为避免等效热容法中因等效热容函数阶跃变化对计算精度的影响,提出了一个基于Sigmoid函数的光滑焓函数,通过焓对温度的导数,可得到光滑和连续的等效热容函数,并结合有限元法与有限差分法建立了求解相变传热问题的数值模型.通过数值算例,对所提方法进行了验证,探讨了有限元网格密度、热容阵的数值积分格式以及Sigmoid函数相关参数对计算结果的影响,与解析解及以往的平均化方法相比,结果令人满意.     

集中矩阵在传热有限元计算中的应用

当△τ=(λ△t)/(C_ρ△l~2)<5时,瞬态传热的有限元解会出现不应有的振荡现象。此处,C_ρ,λ,△t及△l分别为比热、密度、导热系数、计算时间步长及有限元网格尺寸。文中给出产生振荡的原因和采用集中热容矩阵可以消除振荡现象的理由。算例表明,当△t小时,在有限元计算中采用集中热容矩阵可以允许较大的网格尺寸,因而可以节省机时,提高计算效率,其优点是明显的。     

减振器活塞杆高频感应淬火的有限元分析

通过理论分析建立了活塞杆高频感应淬火的计算模型，并用有限元法进行了电磁场、热场与残余应力场的耦合计算．由于活塞杆表面淬火采用的是移动式高频感应淬火，计算模型中采用了移动坐标系来处理热场的分布；残余应力场的求解考虑了相变组织的体积效应，通过弹塑性场本构方程来求解．对感应淬火处理的活塞杆进行了沿深度方向的显微硬度试验和残余应力测试，温度与残余应力的计算结果与测试结果相吻合．     

有限元中基于ID的快速扫角算法

基于interpolative decomposition (ID)技术的有限元快速扫角算法,能有效地计算电目标的单站雷达散射截面(RCS).算法针对不同入射波对应的右端项(RHSs),构成一个激励矩阵.将ID技术应用到激励矩阵用来选取对应的Skeleton入射波的方向.在采用快速算法得到Skeleton入射波对应的解之后,所要求解的角响应可以通过Skeleton对应的解重构出来.对电目标的数值实验表明了该算法的效率和精度.      

静载压痕残余应力测量的简化模型

采用三维八结点等参元的有限元数值分析方法,对静载压痕残余应力测量的力学模型进行了简化,对其弹塑性变形过程进行了理论分析。结果表明,在一定的试验条件下,测点的轴向应变增量与其所受轴向应力间存在良好的线性关系,同时对试验参数进行了优化。