以FEPG为主体的多媒体教学在《有限元方法》中的应用

在《有限元方法》的教学中,数学理论分析是基础,工程应用是最终目标,理论联系实践应贯穿教学的全过程。独立编写有限元软件是十分困难的事情,在教学和实践中使用成熟的有限元软件是必经之路,本文对FEPG软件为主体的《有限元方法》多媒体辅助教学手段进行了探索,探讨了用多媒体教学和FEPG软件实践的方法来改善教学手段和提高教学效果的途径。     

组合网格法在搅拌摩擦焊接数值模拟中的应用

讨论组合网格法(Composite Grid Method,CGM)在有限元程序自动生成系统平台(Finite Element Program Generator,FEPG)上的具体实现.该算法在整个求解区域上采用粗细两套网格求解,不要求规则网格和粗细两套网格嵌套,两套网格单独剖分、互不影响,能处理复杂的问题.该算法用于实际工程计算的迭代次数少, 与常用的有限元方法所求得的解相符合,具有更加广泛的应用范围,符合科学和工程计算的实际要求.对搅拌摩擦焊接问题使用组合网格法进行数值模拟,取得了理想的仿真结果.     

高速钢刀具在深冷处理时的表面换热系数的计算

在对材料为W9Mo3Cr4V的高速钢刀具进行深冷处理的有限元模拟时,表面换热系数是一个重要的系数。为得到此参数,采用了反传热法对由深冷处理实验测定材料为W9Mo3Cr4V的试件所得到的温度曲线进行处理,从而得到其表面换热系数,用此系数作为相同材料的高速钢刀具的表面换热系数。文中的分析和计算是在FEPG软件和Visual C++编程语言的辅助下自动完成的。     

FEPG软件在渗流分析中的应用

应用FEPG软件自动生成渗流计算程序,并将该程序应用于三维渗流场分析中.在稳定渗流计算时,采用死活节点法迭代求解自由面,并对该方法进行了改进;在饱和-非饱和渗流计算时,对计算参数加以适当的处理,采用合适的时间差分格式求解方程.算例表明,将FEPG应用于渗流分析是可行的.     

松弛因子方法在二维水坝溢流计算中的应用

把松驰因子方法应用在二维水坝溢流计算中，在有限元自动生成系统的帮助下，把松驰因子方法应用在计算势函数模型中并得到数值结果。借助一个现有势函数模型的迭代算法，在每一步迭代中运用有限方法，加以驰因子使算法更稳定更快。最后，给出计算结果。     

有限元法油水两相油藏数值模拟研究

 研究了利用迦利金有限元方法模拟油藏中油水两相渗流问题,提供一种油藏数值模拟方法。研究方法从数学模型出发,严格推导了油藏油水两相渗流方程的有限元弱形式,在井边界处理及上游权选择等非线性处理方面给出了可行的策略。采用商业性有限元代码生成平台FEPG,生成六面体八结点有限元软件代码,模拟三维两相油藏的油水渗流规律。为验证有限元方法及软件的正确性,与基于有限差分的商业软件进行对比,结果表明有限元方法模拟计算结果有效可靠,同时网格弥散现象有所控制。     

基于有限元自动生成系统(FEPG)的组合网格算法

针对工程计算中经常出现的局部特性(特别是奇性)问题,和以往解决此类问题的算法的局限性,提出一种基于有限元自动生成系统(FEPG)的组合网格算法.该算法采用两套网格求解,在整个求解区域采用较粗网格,不考虑奇异的影响;而在奇异附近区域采用较细的网格,考虑奇异的影响;整体粗网格求解和局部细网格求解反复迭代,求得最终结果.该算法用于实际工程计算的迭代次数少,与常用的有限元方法所求得的解相符合,为求解大型实际复杂问题提供了一个好的算法和思路.     

激光焊接问题的组合网格法

讨论组合网格法(CGM)在有限元程序自动生成系统平台(FEPG)上的具体实现,并对激光焊接问题进行数值模拟,取得了理想的仿真结果.     

FEPG在煤层气渗流规律研究中的应用

介绍了有限元自动生成系统(FEPG)的功能和用法,探讨了该系统在煤层气渗流规律研究中的具体方法.建立考虑滑脱效应的煤层气渗流数学模型,给出了基于虚位移原理的微分方程的弱形式,据此编写了FEPG程序,利用FEPG系统生成了考虑滑脱效应的煤层气渗流数学模型有限元问题的全部Fortran源程序,并进行了数值求解.给出了数值模拟网格剖分图.计算结果以压力云图、压力曲线、压力等值线、压力最大最小值图形等多种直观的形式显示.     

巨厚复合顶煤大断面煤巷支护参数优化

针对在大断面、巨厚复合顶煤条件下巷道支护参数难以确定的问题,通过采用钻孔窥视法和FEPG软件数值模拟方法对不连沟煤矿的巨厚复合顶煤特大断面全煤大巷进行锚杆(索)支护参数优化,提出在巨厚复合顶煤特大断面全煤大巷中采用高强度、大刚度的长锚杆和长锚索的联合支护方法,并对其支护效果进行监测,研究结果表明:该支护系统很好地保证了复合顶煤大断面煤巷的安全,可靠性较高。