无网格法模型论文-王瑞昌,孙玉周

无网格法模型论文-王瑞昌,孙玉周

导读:本文包含了无网格法模型论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:高阶理论,弹塑性,尺度效应,无网格法

无网格法模型论文文献综述

王瑞昌,孙玉周[1](2019)在《基于偶应力理论的高阶弹塑性本构模型的无网格法》一文中研究指出高阶连续理论包含材料内禀特征长度,可以反映材料尺度效应或微尺度特征对宏观性能的影响,但是,高阶连续理论需要考虑位移的高阶导数,给数值模拟带来很大困难。利用无网格法能够方便构造具有高阶连续特征形函数的优点,建立基于偶应力理论的高阶弹塑性本构模型的无网格法,对二维悬臂梁弯曲变形进行数值模拟,并分析了结构变形中的尺度效应。结果表明:无网格法计算结果与有限元软件ANSYS计算结果相吻合,且尺度因子对结构变形有一定的影响。(本文来源于《中原工学院学报》期刊2019年03期)

王瑞昌[2](2019)在《基于偶应力理论的高阶弹塑性本构模型的无网格法》一文中研究指出由于高阶连续理论包含材料内禀特征长度,可以反映材料尺度效应或微尺度特征对宏观性能的影响,用于解释尺度效应现象,高阶连续理论越来越多地被用在各学科领域,但是相应的数值模拟方法研究还相对较少。由于需要考虑应变梯度(位移的二阶导数)的影响,高阶弹塑性问题的数值模拟比传统的弹塑性问题要复杂很多。位移的二阶导数不仅为显式的高阶应变,而且还包含在屈服准则中,给数值模拟带来很大麻烦。本文以基于偶应力理论的高阶弹塑性本构模型为对象,研究无网格法在高阶弹塑性问题数值模拟中的应用。本文的主要研究内容包括:(1)在对偶应力理论和基于偶应力理论的高阶弹塑性模型研究的基础上,给出了简化后的平面问题的偶应力弹塑性增量矩阵的显示表达式及具体的推导过程。为便于建立非线性数值计算框架,进行无网格法数值离散,定义了包含高阶应力和尺度因子影响的广义等效应力并对其进行简化,以便于应用变分原理建立基于偶应力理论的高阶弹塑性模型的无网格方法。(2)采用移动最小二乘近似构造无网格形函数,应用移动最小二乘近似形函数具有高阶连续的优点,位移、应变和曲率均由节点位移值通过形函数和其一阶、二阶导数直接插值得到,从而建立了基于偶应力理论的高阶弹塑性的无网格数值计算框架和非线性迭代算法,并编写了FORTRAN计算程序。(3)应用建立的无网格方法和编写的FORTRAN计算程序,对二维悬臂梁、简支梁进行了数值模拟,证明了所建立的无网格方法的有效性。分析了节点影响域大小对求解精度的影响,研究了尺度因子对其结构变形的影响规律。(本文来源于《中原工学院》期刊2019-04-01)

张建平,王树森,龚曙光,申欣,胡慧瑶[3](2019)在《正交各向异性材料结构热变形和热应力分析的无网格法计算模型及应用》一文中研究指出利用无网格伽辽金法(Element-free Galerkin,EFG)建立了正交各向异性材料结构热变形和热应力分析的计算模型,并推导了正交各向异性材料结构热弹性问题的EFG法离散控制方程。选择复合材料冷却栅管算例验证了计算模型和程序的正确性,利用该计算模型分析了具有不同材料方向角及热导率因子、热膨胀系数因子和主次泊松比因子的汽轮机叶轮,得到了其热变形总位移和Mises应力,讨论了材料方向角和上述正交各向异性材料因子对其热变形总位移和Mises应力的影响规律,给出了这些参数的合理取值范围,并选取一组参数与各向同性材料结构进行了热变形和热应力对比分析。结果表明,基于EFG法的热变形总位移和Mises应力的计算精度比有限元法高,材料方向角同时影响热变形总位移和Mises应力的大小和方向,而正交各向异性材料因子只影响热变形总位移和Mises应力的大小,不影响其方向。在复合材料结构设计过程中,合理选取材料方向角和正交各向异性材料因子可有效减小结构热变形和热应力。(本文来源于《复合材料学报》期刊2019年06期)

吴海宽[4](2018)在《箱梁预应力管道注浆饱满度模型试验及无网格法模拟》一文中研究指出探地雷达作为地球物理勘测的主要方法,其高效、快速、无损的特点在工程中的无损检测领域内有广泛应用。而目前工程里对于箱梁预应力管道注浆饱满度的检测大多仍采用钻孔方式,所以本文将探地雷达运用到箱梁预应力管道注浆饱满度模型试验,主要目的是将探地雷达模型探测应用到箱梁实际工程中,对于现场的箱梁预应力管道注浆饱满度等缺陷问题能够起到预防和及时加固作用,从而降低由箱梁缺陷导致的变形和承载力不足等问题。最后以改进sarma和透射吸收边界条件无网格伽辽金法为理论基础,对箱梁预应力管道模型注浆饱满度正演模拟,该方法不需要网格划分,只需要离散节点,摆脱了网格带来的限制,形式简单、适应范围广,然后采用滑动最小二乘法(MSL)拟合场函数,罚函数法处理无网格边界条件,选取有效的权函数和基函数;合理确定影响半径,分别采用不同的吸收边界处理模型接触面边界。主要研究内容和成果如下:1对箱梁预应力管道注浆饱满度的探地雷达模型探测试验分析。由于箱梁顶底板和左右腹板的厚度基本都在50cm以下,所以探地雷达天线频率都采用1600MHz。经研究分析,天线频率为1600MHz检测的图像分辨率具有较高精密度,而叁维图直观地反映出管道注浆不充分的事实。2本文使用以滑动最小二乘法为基础的无网格伽辽金法,在分析了各种权函数后,最终采用了负指数型权函数和二次基函数,数值积分采用了四阶高斯积分,以罚函数作为无网格伽辽金法中的第一类边界条件,为了使模型的模拟更接近实际工程,分别采用透射和改进sarma吸收边界条件来对模型边界和角点处电磁波作吸收处理。3编写以透射吸收边界条件和改进sarma的吸收边界条件为基础的MATLAB无网格伽辽金法正演程序,并对模型进行正演模拟,研究分析模拟后的图像,得出圆形空洞下的模拟效果均为弧形,而透射吸收边界条件对于模型角点的强反射吸收效果相对较好,然后又利用以透射吸收边界条件为基础的无网格程序对处于同一水平面的双空洞进行模拟,模拟结果信号为两个弧形且相互交叉。4将无网格伽辽金法matlab数值模拟结果与模型试验探测结果互相比较,空洞在模拟和试验探测的结果均为弧形,充分验证了无网格伽辽金法正演模拟在探地雷达注浆饱满度探测的可行性。(本文来源于《西华大学》期刊2018-04-01)

余聪[5](2016)在《隧道衬砌病害探地雷达叁维模型试验与无网格法正演模拟》一文中研究指出对于精度和适应性要求较高的隧道衬砌探地雷达无损检测中,需先掌握衬砌病害的雷达剖面图像特征,建立典型的模型曲线,因此作为反演与图像解释的探地雷达正演模拟技术具有实际意义。目前,探地雷达的正演模拟集中在有限元法和时域有限差分法,其网格划分直接影响计算精度和计算量,且在模拟前处理过程中稍显复杂。本文将无网格法引入隧道衬砌病害探地雷达的正演模拟研究中。该方法形式简单、适应性强,摆脱了网格限制,前处理只需将计算场离散成节点,并用滑动最小二乘法(MSL)拟合场函数。只需正确选取基函数、权函数;合理确定影响半径和节点分布密度,即可得到精度较高的光滑连续结果。主要研究内容和成果如下:1、进行了隧道衬砌空洞地探底雷达叁维物理模型试验研究。通过制作隧道衬砌空洞的物理模型,将雷达探测结果经过处理生成叁维图像。从图像分析,1600MHZ天线探测的图像精度要高于900MHZ天线;从叁维图直观的显示出模型中空洞的真实情况,包括空洞的大小和形状。本次试验中的菱形剖面空洞,从叁维图中看出其在水平切面形状是随深度增加而逐渐增大的矩形。通过实验,探究了叁维探测方法及验证了叁维探测对图像解释有更精确、可靠的功能。2、从无网格法的理论基础滑动最小二乘法出发,选用了负指数型权函数和二维中的二次基函数,在积分中采用高斯积分。在边界的处理上,用罚函数处理了第一类边界条件,又使用改进的SARMA吸收边界条件抑制了模型边界波的反射,并作了详细的推导。3、采用无网格伽辽金法编写了MATLAB正演程序,对隧道衬砌空洞中不同形状空洞作了数值模拟并进行图像处理。对图像进行分析,菱形空洞形状为“抛物线”形,双矩形空洞形状为交叉的双“抛物线”形,为实际工程中图像解释提供了参考依据。将物理模型试验的结果同MATLAB数值模拟结果比较,二维剖面形状都为“抛物线”形,验证了采用无网格法对隧道衬砌病害探地雷达正演模拟的可行性。(本文来源于《西华大学》期刊2016-04-01)

王园丁,谭俊杰,蔡晓伟,任登凤,马新建[6](2015)在《无网格法耦合RNG k-ε湍流模型在亚、跨声速翼型黏性绕流中的数值模拟》一文中研究指出基于移动最小二乘无网格方法,耦合RNG(Re-Normalisation Group)k-ε湍流模型求解雷诺平均Navier-Stokes方程。采用AUSM(Advection Upstream Splitting Method)+-up迎风格式求解数值通量,应用在高度各向异性点云结构中取得良好结果的点云重构技术结合移动最小二乘法拟合空间导数,并用叁阶SSP(Strong Stability Preserving)型Runge-Kutta显式时间推进格式求解离散后的控制方程。在此基础之上,实现了对NACA0012、RAE2822翼型亚、跨声速黏性绕流的数值模拟,给出了翼型表面压力系数分布曲线、不同位置处的平均速度剖面、马赫数等值线等计算结果,并与实验值及相关文献数值模拟结果进行比较,结果吻合较好。表明所发展的结合点云重构技术的无网格方法耦合RNGk-ε湍流模型能够成功模拟翼型亚、跨声速黏性绕流,验证了所提算法的有效性,并拓展了无网格方法求解湍流流动的途径。(本文来源于《航空学报》期刊2015年05期)

曹文瑾,孙中国,席光[7](2015)在《系泊型浮体运动的无网格法数值模型》一文中研究指出针对系泊型浮体在运动中可能出现的绳索保持绷紧、由绷紧变松弛、保持松弛和由松弛变绷紧等4种状态,基于移动粒子半隐式法基本流固耦合模型,提出了一种刚体运动状态判定机制。对浮体受到绳索牵引而运动受限的情况提出了一种处理方法:按体积分的形式计算流体对浮体的压力、重力和它们的力矩,求解刚体动量方程和转动量方程得到浮体的速度和角速度,浮体因受到绳索作用而径向速度降为零,浮体以切向速度绕绳索固定端旋转。对用单绳系泊的二维浮体在孤立波中的运动进行了数值模拟,捕捉到了上述4种运动状态,可以观测到绳索保持绷紧时绳索与浮体的固连点的轨迹为一段圆弧。同时,浮体在水平、竖直和转动方向3个自由度的运动信息均可以从计算结果中提取研究。数值模拟结果符合物理原理,模型的建立扩展了移动粒子半隐式法的应用范围,为模拟固体运动受限制的流固耦合问题提供了思路。(本文来源于《西安交通大学学报》期刊2015年03期)

袁斌先[8](2014)在《板材粘弹塑性软模成形有限元—无网格法耦合模型与模拟》一文中研究指出板材粘性介质压力成形与刚性模成形和气、液软模成形的不同之处在于成形过程中板材与软模之间具有明显的耦合变形特征,软模性能对板材变形有较大的影响,这种板材变形与软模体积变形之间的耦合变形解析求解很困难,借助于数值分析的手段对其进行研究是十分必要的。由于成形过程中软模变形量较大,使用有限元法容易出现网格畸变,软模体积变形网格重划既困难又影响计算精度。本文针对板材半固态粘性介质和固态聚氨酯软模成形提出了板材粘弹塑性软模成形有限元-无网格法耦合分析方法,对粘性介质粘弹塑性本构模型、板材有限元分析与软模无网格法分析之间的接触摩擦处理、粘性介质与板材间的粘附应力模型等进行了研究,编制了相应的耦合分析程序,对板材软模成形过程进行了数值模拟,并通过试验验证了模型和程序的有效性。首先,提出采用有限元法和无网格法相耦合的方法分析板材软模成形过程,即板材弹塑性变形采用有限元法进行分析,软模体积变形采用无网格Galerkin法进行分析,两种方法相结合,可以充分发挥两种算法各自的优势。推导了板材弹塑性、半固态粘性介质软模粘弹塑性和固态软模超弹性本构方程,进而建立了基于更新拉格朗日列式的板材软模成形过程有限元-无网格法耦合分析列式,并通过计算实例对上述模型进行了验证。其次,由于板材软模成形过程不仅存在板材与刚性凹模之间的接触,还包含了软模与板材这两种耦合变形体之间的接触,这也是板材软模成形数值模拟有别于传统刚性模冲压成形数值模拟的重要特征。分别针对板材与凹模之间的滑动摩擦,半固态粘性介质与板材之间的粘附作用以及固态软模与板材之间的接触摩擦建立相应模型,重点研究了板材与软模这两种不同类型离散方式的耦合变形体之间的界面接触处理方法。在多变形体耦合变形分析中采用静力显式算法避免了隐式算法中的多重迭代收敛问题,保证每一加载步长内变形体的变形和接触状态保持稳定,进而给出增量过程中板材和软模的应力和应变增量计算过程。再次,对半固态粘性介质的粘弹塑性本构模型进行了研究。利用动态剪切流变仪对六种不同分子量(550000g/mol、600000g/mol、650000g/mol、700000g/mol、800000g/mol和900000g/mol)的粘性介质分别进行了振荡、蠕变回复和剪切粘度实验,得到了不同分子量粘性介质粘弹塑性本构模型的材料参数,建立了粘性介质分子量与粘弹塑性模型材料参数之间的关系式,为粘性介质在成形过程中变形行为的分析提供了依据。最后,采用开发的板材粘弹塑性软模成形过程有限元-无网格法耦合分析程序对板材弹性软模胀形、聚氨酯超弹性软模胀以及不同分子量的粘性介质压力胀形形过程进行了数值模拟。通过板材弹性软模胀形的数值模拟,研究了有限元-无网格法耦合分析程序在处理软模体积大变形上的优势;选用1Cr18Ni9Ti不锈钢板材对聚氨酯软模胀形进行数值模拟,分析了板材固态聚氨酯软模胀形过程中不同胀形高度下板材的应变分布、壁厚分布规律,与试验结果进行对比验证了所开发的程序的可靠性。使用不同粘度的粘性介质对工业纯铝Al1060板材进行了粘性介质压力胀形数值模拟和试验研究,分析粘性介质压力胀形过程中不同粘度的粘性介质对于板材构形、应力应变分布、壁厚减薄等的影响,数值模拟和实验结果表明高粘度的粘性介质可以使应变最大值位置发生转移,提高了板材壁厚分布的均匀性。对圆锥形零件粘性介质压力成形过程的数值模拟和试验结果进行了对比,二者具有较好的吻合性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2014-10-01)

张建平[9](2013)在《活塞组耦合传热分析的叁维无网格法计算模型与应用研究》一文中研究指出发动机传热研究是发动机领域非常重要的一个研究课题,考虑摩擦热的发动机活塞组-缸套耦合系统瞬态传热分析对改善发动机的散热性能,优化温度场分布以及减少颗粒物的排放等具有非常重要的意义。目前,在内燃机活塞组-缸套传热数值模拟研究中,主要采用的是传统的有限单元法、有限体积法和有限差分法等。基于网格的数值模拟方法,在前处理时网格初始划分需要耗费大量的机时,同时为得到耦合分析接触边界表面的规则网格,需要反复调整或修改网格,显得非常繁琐,更为重要的是它们在处理移动传热边界条件、流固耦合问题时,经常出现网格畸变现象,需要采用动态网格等,严重影响计算精度和效率。新兴的无网格法具有很多优势,它的形函数构造采用基于离散点的逼近近似,无需划分网格,可以避免网格畸变问题。利用无网格方法研究发动机活塞-油膜-缸套耦合系统的叁维传热问题,既有重要的理论研究价值,又有非常现实的工程背景。本文针对发动机活塞组-油膜-缸套叁维耦合传热问题,以无网格法和数值传热学为理论基础,综合考虑接触面摩擦热流以及润滑油膜流动等因素,比较系统地完成了从发动机活塞稳态传热到瞬态传热,从二维轴对称模型到叁维实体模型,从单个零件传热分析到多零件耦合系统传热分析的无网格计算模型的建立及其离散控制方程的推导,并编写所有计算程序实现了相关的算例分析和模型验证。本文主要研究了以下内容,并得到了相关结论:建立了基于无网格重构核粒子法(RKPM)的发动机活塞二维轴对称传热数学模型,并根据计算模型和无网格理论编写程序代码,开发了二维复杂结构传热无网格法计算软件。利用可视性准则处理了非规则几何体中RKPM温度场的非连续性,计算结果表明无网格RKPM传热模型无论对规则区域还是对复杂几何区域下的混合边界条件工程传热问题,当影响域内有9-12个节点时,其温度计算精度比有限元法、有限体积法都要高。利用光滑梯度技术及点插值技术离散模型,建立了发动机单个零件活塞传热的光滑点插值叁维无网格法计算模型,计算结果发现叁维光滑点插值无网格法的温度场比传统有限元法结果更接近试验值,说明该计算模型是高效可行的。建立了考虑摩擦热的发动机活塞组-油膜-气缸套耦合系统的光滑点插值叁维无网格法耦合传热计算模型,并着重研究了活塞组移动接触瞬态边界条件的施加方法、耦合系统材料界面节点影响域的构造以及无网格计算模型的高效求解算法。最后,基于双链表数据存储技术开发了相应的高效求解该耦合模型的无网格法数值模拟软件,包括计算主程序、前后处理子程序等,使之成为一个完整的软件系统,而且通过数值验证和部分试验测试,从计算效率和计算精度两个方面对所开发的计算软件进行对比验证,充分体现了无网格法的优势,不仅其计算精度高,而且温度梯度光滑连续,在整个计算过程中无需计算形函数的导数,为发动机活塞组的叁维耦合传热分析提供一个新的计算平台。(本文来源于《华中科技大学》期刊2013-08-01)

彭宽,高新波,赵恒,王晓蕊,屈晓超[10](2011)在《基于点加权最小二乘无网格法的光学成像光传输模型求解》一文中研究指出漫射方程是目前光学成像中应用最广泛的光传输模型,通常采用有限元方法进行求解。但是,有限元方法依赖于对整个求解域的网格剖分,而对于类似生物组织的非规则形状求解域的网格剖分是非常困难的,甚至昂贵的商业软件也难以很好地处理。本文将点加权最小二乘无网格法应用于漫射方程的求解。这种方法只需要在求解域内布置一系列规则分布的配点即可进行数值求解,从而可以完全避免有限元方法中困难的剖分工作。此外,这种方法通过最小化控制方程和边界条件在每个配点上产生的残量加权平方和,建立光源功率和光流率密度之间的关系,不需要进行任何数值积分运算,非常适合应用于非规则求解域的求解。基于数字鼠模型的数值仿真实验验证了该方法的准确性和有效性。(本文来源于《生物物理学报》期刊2011年04期)

无网格法模型论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

由于高阶连续理论包含材料内禀特征长度,可以反映材料尺度效应或微尺度特征对宏观性能的影响,用于解释尺度效应现象,高阶连续理论越来越多地被用在各学科领域,但是相应的数值模拟方法研究还相对较少。由于需要考虑应变梯度(位移的二阶导数)的影响,高阶弹塑性问题的数值模拟比传统的弹塑性问题要复杂很多。位移的二阶导数不仅为显式的高阶应变,而且还包含在屈服准则中,给数值模拟带来很大麻烦。本文以基于偶应力理论的高阶弹塑性本构模型为对象,研究无网格法在高阶弹塑性问题数值模拟中的应用。本文的主要研究内容包括:(1)在对偶应力理论和基于偶应力理论的高阶弹塑性模型研究的基础上,给出了简化后的平面问题的偶应力弹塑性增量矩阵的显示表达式及具体的推导过程。为便于建立非线性数值计算框架,进行无网格法数值离散,定义了包含高阶应力和尺度因子影响的广义等效应力并对其进行简化,以便于应用变分原理建立基于偶应力理论的高阶弹塑性模型的无网格方法。(2)采用移动最小二乘近似构造无网格形函数,应用移动最小二乘近似形函数具有高阶连续的优点,位移、应变和曲率均由节点位移值通过形函数和其一阶、二阶导数直接插值得到,从而建立了基于偶应力理论的高阶弹塑性的无网格数值计算框架和非线性迭代算法,并编写了FORTRAN计算程序。(3)应用建立的无网格方法和编写的FORTRAN计算程序,对二维悬臂梁、简支梁进行了数值模拟,证明了所建立的无网格方法的有效性。分析了节点影响域大小对求解精度的影响,研究了尺度因子对其结构变形的影响规律。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

无网格法模型论文参考文献

[1].王瑞昌,孙玉周.基于偶应力理论的高阶弹塑性本构模型的无网格法[J].中原工学院学报.2019

[2].王瑞昌.基于偶应力理论的高阶弹塑性本构模型的无网格法[D].中原工学院.2019

[3].张建平,王树森,龚曙光,申欣,胡慧瑶.正交各向异性材料结构热变形和热应力分析的无网格法计算模型及应用[J].复合材料学报.2019

[4].吴海宽.箱梁预应力管道注浆饱满度模型试验及无网格法模拟[D].西华大学.2018

[5].余聪.隧道衬砌病害探地雷达叁维模型试验与无网格法正演模拟[D].西华大学.2016

[6].王园丁,谭俊杰,蔡晓伟,任登凤,马新建.无网格法耦合RNGk-ε湍流模型在亚、跨声速翼型黏性绕流中的数值模拟[J].航空学报.2015

[7].曹文瑾,孙中国,席光.系泊型浮体运动的无网格法数值模型[J].西安交通大学学报.2015

[8].袁斌先.板材粘弹塑性软模成形有限元—无网格法耦合模型与模拟[D].哈尔滨工业大学.2014

[9].张建平.活塞组耦合传热分析的叁维无网格法计算模型与应用研究[D].华中科技大学.2013

[10].彭宽,高新波,赵恒,王晓蕊,屈晓超.基于点加权最小二乘无网格法的光学成像光传输模型求解[J].生物物理学报.2011

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