A low order nonconforming anisotropic finite element approximation to parabolic problem

A low order nonconforming finite element is applied to the parabolic problem with anisotropic meshes. Both the semidiscrete and fully discrete forms are studied. Some superclose properties and superconvergence are obtained through some novel approaches and techniques. This research was supported by the National Natural Science Foundation of China under Grant No. 10671184.     

Analysis of electrical performances of planar active phased array antennas with distorted array plane

The influence of the distorted plane of the active phased array antenna on the electromagnetic performance is of great significance to the research on and development of the high-performance antennas. On the bent and bowl-shape distortion, the model is established of the relationship between the electromagnetic performance and the position error of the radiated elements. The method is presented of analyzing the far-field pattern of the distorted rectangular active phased array antenna. The analysis results of a planar phased array antenna with different distortions grades prove the validity of the model. Therefore, by the method, the antenna designers may set the reasonable requirement on the structural tolerance in manufacturing antenna.     

基于FEM与SPH耦合算法的金属切削仿真研究

采用FEM与SPH耦合算法进行了金属切削加工仿真研究,模拟了切削过程中材料的本构行为模拟结果表明,切削过程是切削层材料受到刀具的推挤后而产生的以剪切滑移为主的塑性变形过程;在切削过程中,切削力从零开始迅速增大,然后又减小,最后在一定范围内变动;稳定切削后,前刀面上的最大等效应力在距离切削刃一定距离处上下波动.与有限元仿真结果相比较,材料的变形情况与应力分布基本相符,验证了FEM与SPH耦合算法应用于金属切削仿真研究的可靠性.     

交流电磁场缺陷检测系统建模与仿真

结合交流电磁场检测(ACFM)原理和数值分析技术,针对海洋平台水下裂纹缺陷智能可视化检测样机开发的需要,引入有限元分析方法,建立了3种不同的ACFM有限元分析模型:激励仿真模型、计算模型和探头运动仿真模型.激励模型可以准确模拟检测中感应电磁场的分布规律,为探头设计和优化提供理论依据;计算模型能够完成稳定检测状态下缺陷上方磁通密度分布的分析和数值计算;探头运动仿真模型主要用于探头运动检测或大缺陷检测情况下磁场分布的分析和计算.以上3种专用的参数化仿真模型的建立,简化了ACFM数学模型中缺陷附近电磁场分布的仿真分析和求解,为老龄平台的缺陷检测和延寿技术研究提供了技术支持,具有较强的理论价值和实用价值.     

人体腰段脊椎建模及其振动趋势预测研究

建立了一个人体脊椎T12-S1段的三维非线性有限元力学模型.利用三维坐标教据测量仪测量人体脊柱椎骨表面的结构数据,然后将脊柱椎骨结构的点云数据输入到有限元软件中进行建模,最后获得了完整的脊椎T12-S1段的三维非线性有限元力学模型.为使模型更接近人体脊椎的真实情况,模型中对脊椎的外形结构和内部组成以及各种韧带均进行了细致地描述.分析表明在振动过程中,腰椎的各椎骨在前后方向上的振动幅度各不相同.椎间盘去髓核会降低脊椎系统的响应频率,同时也降低了损伤附近运动段椎骨的前后振动幅度,但却增加了损伤附近运动段椎骨在垂直方向上的振动幅度.该脊椎T12-S1段三维有限元力学模型的建成为研究脊椎损伤的病理机制与器械植入、军工方面的人体实验模拟,以及与振动相关的机械产品设计与开发,提供了一个更全面的数学模型.     

模糊线性规划的γ-鲁棒解

对于不确定系统的优化问题,模糊线性规划是一种常用的建模方法,但得到的最优解或满意解,往往对参数的变动缺少"免疫"能力,即参数受到扰动后,最初的最优解会变得不再最优甚至不可行.首先针对λ-截集水平下的模糊线性规划,给出了λ-鲁棒解的定义.利用模糊结构元理论对λ-鲁棒解的定义进行表示,得到了求解模型.由于决策者的不同,对解的可实现程度要求不同,故在模型中加入了能够反映决策者风险偏好的测度约束,该模型的解即为γ-鲁棒解,该解既有鲁棒性、优化性,又能体现决策者的风险偏好程度.通过算例可以看出,γ-鲁棒解对参数的变动具有"免疫"能力,能为决策者提供更为丰富的信息,体现出了更好的实用价值.     

高速背板互连的信号完整性仿真方法

提出了一种高速背板互连的信号完整性仿真方法。高速接插件的厂商只提供参数模型,借助矢量拟合方法可以推导出电路模型,再使用部分元等效电路法仿真走线得到等效电路模型。推导出联合仿真的方法,实现了高速背板互连的信号完整性仿真。通过等效电路的仿真结果和厂商提供的原始参数进行的比较,以及部分元等效电路法与商用软件仿真结果的比较验证了等效电路的正确性。最后对完整的板间互连通道进行了仿真,并将最终的仿真结果与商用软件的仿真结果进行了比较,证明了所提方法的正确性,给出了整个通道眼图仿真分析结果。     

辊弯成形过程仿真与参数优化

采用动力显式弹塑性有限元方法对U型钢辊弯成形过程进行仿真,分析了成形过程中应力、应变的分布演化特性,获得了弯曲角增量、机架间距对辊弯成形过程的影响规律,计算结果与实验结果有较好的一致性。基于数值模拟,对辊弯成型轧辊辊径进行优化设计。通过正交模拟实验获取计算结果样本,进而建立轧辊辊径设计目标函数的响应面模型,最终获得辊径优化设计结果,优化后辊弯成形板带截面上的纵向应变差显著降低,改善了成形性能。     

铝型材挤压成形过程数值模拟的研究现状及发展

介绍了铝型材挤压过程数值模拟的基本理论，包括描述流体运动的方法、材料模型及本构关系、控制微分方程等。分析了有限元法和有限体积法在铝型材挤压过程数值模拟中的应用现状，发现有限体积法由于采用欧拉描述，能避免网格畸变及重划而具有技术优势，并开始受到重视，提出了有限元法及有限体积法在铝型材挤压过程数值模拟中应用的研究重点及发展趋势．     

不确定性结构区间分析的改进Monte Carlo方法

将结构系统中的不确定性参数用区间数来表示，建立了系统的区间有限元控制方程。利用Monte Carlo数值仿真方法对区间有限元控制方程进行求解，得到了结构的位移和应力响应区间。并针对—殷Monte Carlo方法在区间仿真中存在的缺陷，对其进行了改进，使其计算效率大为提高．数值仿真算例表明：经改进的Monte Carlo方法仿真求解计算量大为减少，且能给出较高精度的响应区间，并克服了区间运算中的扩张问题。