谱元法应用于涡声传播问题的研究

为了满足计算气动声学对低色散、低耗散高精度数值离散格式的需求,将高精度谱元法结合声比拟理论应用于求解气动声学问题。以伪声压的时间二阶导数作为非齐次波动方程的声源项,空间离散采用谱元法,时间离散应用隐式Newmark法,并在外边界采用C-E-M吸收边界条件,求解了由两个相距为2r0的等环量点涡组成的同向旋转涡对的发声问题。旋转涡对的不可压缩流场通过复位势理论获得,声源由流场量计算得来,并将数值结果与应用多级匹配展开法得到的解析解进行比较,可得数值解与分析解吻合较好。研究结果表明:应用高精度谱元法进行空间离散时,每波长的网格数为11时可达到很高的精度;网格数一定的情况下,时间步长越小得到的数值解与分析解之间的误差就越小;另外,证明了将伪声压对时间的二阶导数作为声源项,能够高精度求解不可压缩流动引起的气动声学问题。     

基于有限元-无限元耦合的2.5D直流电阻率数值模拟

为了解决传统有限元截断边界所引起的问题,提出一种新的2.5D直流电阻率有限元-无限元耦合数值模拟方法。首先推导无限元2.5D单元映射函数,然后提出一种无限元形函数,将其与传统有限元相结合,取代传统的混合边界,使得电位在无限域内连续并在无限远处衰减为0 V,最终形成的刚度矩阵稀疏对称并与场源位置无关。研究结果表明：在相同的网格剖分下,有限元无限元耦合方法比传统有限元法能够在边界测点处得到更高的计算精度,能够在较小的计算范围内得到更优的计算结果,从而有利于减少节点数,提高计算速度;由于系数矩阵不随场源位置改变,有利于加速反演计算。     

层状地基分析的半解析—无限元法

将半解析法与无限元法结合起来求解层状地基，先取足以能考虑基层状性质影响的适当大的的近场。用半解析法建立其控制方程，再用无限元法建立远场的控制方程，最后将两者耦合起来，这种耦合方法既能较好地考虑地基的层状性质，又能大大地减少近场的未知量个数，同时满足远场在无究远处位移衰减为零的边界条件。     

层状地基分析的半解析─无限元法

将半解析法与无限元法结合起来求解层状地基。先取足以能考虑地基层状性质影响的适当大的近场，用半解析法建立其控制方程，再用无限元法建立远场的控制方程，最后将两者耦合起来，这种耦合方法既能较好地考虑地基的层状性质．又能大大地减少近场的未知量个数，同时满足远场在无穷远处位移衰减为零的边界条件。     

饱和地基轴对称竖向振动有限元-无限元耦合解

根据饱和土弹性波动方程和波的传播特性,建立了饱和地基轴对称竖向振动问题的一种有限元-无限元耦合解法并编制了计算程序;对可蜕化为单相弹性地基的气饱和土(干土)与渗透性很差的水饱和土地基,应用该方法计算了Lamb问题的地表竖向位移,其结果与既有单相弹性地基的理论解吻合良好．所提出方法可为求解层状饱和地基轴对称动力问题、研究饱和土中单桩复合地基动测技术等提供一种较为简便而可靠的分析手段．     

有限元/边界元法求解变厚度板的声辐射

利用超参数壳单元建立了变厚度板的有限元方程,并求出谐波激励下板表面的位移响应和速度响应。利用Rayleigh积分公式得到变厚度板的声压,然后将声辐射功率表示为速度响应的正定二次型。将板的声辐射功率对设计变量求导,求出变厚度板声辐射的灵敏度。以厚度线性变化的简支矩形板为例进行了数值仿真,首先研究了倾斜角对固有频率以及板中心点挠度影响,然后进一步研究了激烈频率以及倾斜角对板声辐射特性的影响。     

地基基础-坝体体系动力特性及地震反应分析的有限元与无限元耦合法

编制了有限元及有限元—无限元耦合计算程序,利用其分析了广西源口拱坝在有限域及无限域地基下的动力特性与动力响应,并与常规刚性地基下坝体的动力特性、动力响应进行比较,得出结论：1．弹性地基下拱坝自振频率减小、动位移最大值增大;2．耦合分析法具有较高的精度和显著的经济性,是工程应用中值得推广的一种分析方法。     

Poisson方程谱元法的一个有限元预条件分析

考虑一维Poisson方程的谱元法离散系统的预条件求解问题．分析基于整体Gauss-Lobatto-Legendre节点上的线性有限元刚性矩阵Sk作为谱元离散系统AkU=Fk预条件的代数性质．证明了区域分解情形下(SkU,U)t2与(AkU，U)t2的等价性，即存在与h无关的两个正常数c0,c1，使得Sk^-1Ak的任一特征值λk满足c0≤λk≤c1．     

二维Poisson方程谱元法有限元预条件分析

考虑二维Poisson方程的谱元法离散系统的预条件求解问题,利用张量积的性质,分析基于GLL×GLL节点上的双线性有限元刚性矩阵s^h作为谱元离散系统A^hU=F^h的预条件,证明了(S^hU,U)l2的等价和(A^hU,U)l2性.     

三维频率域可控源电磁法有限元-无限元结合数值模拟

针对传统的三维频率域可控源电磁法有限元数值模拟数据量大、耗费时间长的问题,引入无限单元来取代施加在外边界上的人工边界条件。电磁场在无限单元内扩散至无限远处,并最终衰减为0。由此,有限元剖分区域的范围被大幅减小,总自由度数相应降低,计算速度随之加快。数值模拟结果表明:采用本文提出的有限元-无限远结合算法后,有限元网格化区域不到原先的1%,自由度总数减少约33%,求解时间节省约25%,计算精度与大范围下施加Dirichlet外边界条件的有限元结果相当。     

车辆声源高度对公路交通噪声预测的影响

目前公路交通噪声预测结果与实际情况存在较大差别,主要原因是声源预测模型存在不足。为了提高交通噪声预测结果的准确性,通过考虑车辆声源的实际高度,运用声学仿真软件Virtual. lab建立竖向高度与车辆声源实际情况一致的声源模型。对受声点的预测结果分析表明:与等效声源模型相比,考虑声源实际高度的噪声模型更符合道路实际情况,提高预测结果的准确性;在3 m高声屏障下道路交通状况全为重型车时预测结果差值最明显,两种声源模型综合噪声差值为1. 71 d B,315 Hz时达到频谱峰值差值3. 03 d B,为道路交通噪声控制提供参考依据。     

可调共鸣器降低离心式通风机噪声的研究

带有控制与吸声材料的共鸣器,安装在离心式风机风舌处,可显著降低基频噪声,并展宽降噪频带宽度。经研究表明,可调共鸣器是一种降低风机噪声的高效、简便而经济的装置。     

厂矿噪声的模拟预测

本文归纳总结了厂矿噪声影响评价的模拟计算方法,分析讨论了其特点及有关问题。     

测振求声技术初探

本文以脉动半球声源和固定圆板的一阶振型假设为基本物理模型,导出了不同频率下的振——声转换公式,由此求出振动板上某一点处的界面声压级.然后根据平均界面声压级及空间某点的坐标,求出振动板在空间声场中该点的声压级.     

汽车碰撞的有限元法及车门的抗撞性研究

通过有限元模拟分析对桥车的侧面碰撞安全性进行了研究，阐述了接触－碰撞有限元法的几个核心问题，并对具体车型的车门结构进行了侧面碰撞分析，探讨了相应的侧面碰撞安全性改善措施。     

影响住宅低频隔声因素的研究

在考虑墙体共振和房间共振的基础上,应用有限元法对住宅的低频隔声问题进行研究。对比实验表明,计算值和实验值相符。并且,声源室与受声室的体积以及两房间是否对称,皆对房间的隔声有影响。     

有限元法拟合GPS水准高程分析

GPS高程转换是GPS应用研究的热点问题之一,提出应用有限元法进行GPS高程转换,通过用有限元法对某测区的高程异常进行了拟合计算,结果表明,此方法正确,计算方法可行,具有一定的应用参考价值。     

压力传感器线性度的有限元分析

为了对衡阳钢管厂轧机的轧制力进行实时监测,设计了一套压力传感器。设计了由轧机的结构和工作条件决定的传感器结构,并对其进行标定（压力范围为0～5.88×105N）,得到了传感器弹性元件的线性度,并采用有限元法对其线性度进行分析。利用有限元法不仅可以得到弹性元件应变随压力变化的分布特性,确定最大应力区的位置,还可以通过考虑最大应变及应力集中,确定帖片位置,预测用实验仪器无法测试的压力范围（0～2.45×106N）内应变随应力的变化趋势。对实验结果与有限元分析结果进行比较,并对曲线趋势进行预测,结果表明所设计的压力传感器线性度好,能满足使用要求。     

含夹杂非均质材料的扩展有限元数值模拟

为了验证含夹杂非均质材料扩展有限元数值模拟的有效性,分别用扩展有限元法和传统有限元法模拟计算了一块含多个圆形夹杂的单轴受拉的板的位移场,并对模拟结果进行了对比分析.结果表明,通过水平集函数来表示夹杂材料的几何界面,利用富集函数来改进被界面切割的单元所在结点的形函数,网格剖分无需考虑内部边界,可大大减少数值模拟前处理的工作量.     

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。