以sph算法為代表的無(wú)網(wǎng)格方法在爆轟波的數(shù)值模擬中具有明顯的優(yōu)勢(shì),采用sph算法模擬高能炸藥水下爆炸爆轟過(guò)程,得到了壓力、速度等時(shí)歷曲線.將數(shù)值模擬結(jié)果與理論和實(shí)驗(yàn)方法得到的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,表明sph算法非常適宜處理高能炸藥水下爆炸的極短瞬時(shí)具有大變形和高度非均勻的動(dòng)力學(xué)極端情形,且求解結(jié)果已達(dá)到了較高的精度。

描述了板料成形的物理過(guò)程、力學(xué)模型與模擬成形過(guò)程,討論了數(shù)值模擬的數(shù)學(xué)方法與有限元模擬及其求解步驟,并運(yùn)用軟件dynaform模擬分析了u形法蘭件的成形過(guò)程,分析了零件的厚度分布,預(yù)測(cè)了零件可能產(chǎn)生起皺的部位,提出了消除或減少起皺的工藝改進(jìn)方案。

板料成形的數(shù)值模擬可以預(yù)測(cè)并顯示板料在拉深過(guò)程中的起皺、拉裂、板料的厚度變化等。描述了板料成形的物理過(guò)程、力學(xué)模型與模擬典型成形過(guò)程,討論了數(shù)值模擬的數(shù)學(xué)方法與有限元模擬及其求解步驟,并運(yùn)用軟件dynaform模擬分析了u形法蘭件的成形過(guò)程,分析了零件的厚度分布,預(yù)測(cè)了零件可能產(chǎn)生起皺的部位,提出了消除或減少起皺的工藝改進(jìn)方案。

無(wú)網(wǎng)格法是一種新興的數(shù)值計(jì)算方法,具有獨(dú)特的性質(zhì)。簡(jiǎn)述了無(wú)網(wǎng)格法的理論基礎(chǔ)及其所具有的優(yōu)勢(shì),詳細(xì)介紹了幾種常用的無(wú)網(wǎng)格算法,并以移動(dòng)最小二乘近似法為重點(diǎn),對(duì)無(wú)網(wǎng)格法中的形函數(shù)構(gòu)造作了詳細(xì)論述。最后,分析了無(wú)網(wǎng)格法在小尺度封閉空間聲場(chǎng)數(shù)值計(jì)算中的應(yīng)用。

無(wú)網(wǎng)格法數(shù)值模擬基于變分原理,采用權(quán)函數(shù)來(lái)擬合真實(shí)解,因此,權(quán)函數(shù)的構(gòu)造形式至關(guān)重要。無(wú)網(wǎng)格法不需要網(wǎng)格單元,只需具體的節(jié)點(diǎn)信息,是一種很有前途的數(shù)值模擬方法。在已有研究工作的基礎(chǔ)上提出一種復(fù)雜河道平面區(qū)域布點(diǎn)算法,利用該方法生成的離散節(jié)點(diǎn)可直接用于無(wú)網(wǎng)格法數(shù)值模擬計(jì)算,也可以進(jìn)一步利用各種網(wǎng)格化方法,由散點(diǎn)生成無(wú)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。為了控制散點(diǎn)分布密度,引入了密度控制函數(shù)。區(qū)域布點(diǎn)算法的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是點(diǎn)包含算法,給出了一種既簡(jiǎn)便又易于實(shí)現(xiàn)的算法。應(yīng)用實(shí)例檢驗(yàn)了所提出的方法的可行性,并編制了fortran語(yǔ)言環(huán)境下的自動(dòng)生成程序。

采用無(wú)網(wǎng)格算法對(duì)二維非定常膛口流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬.將膛口計(jì)算域進(jìn)行點(diǎn)云離散,采用曲線擬合計(jì)算傳播導(dǎo)數(shù),用hllc格式計(jì)算數(shù)值通量,運(yùn)用龍格庫(kù)塔法時(shí)間推進(jìn),得到了一系列隨時(shí)間順序的數(shù)值計(jì)算結(jié)果,描述了膛口流場(chǎng)的形成發(fā)展過(guò)程,清楚地顯示了流場(chǎng)波系結(jié)構(gòu)的變化并對(duì)其進(jìn)行了分析.計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符,表明該數(shù)值計(jì)算方法可行,并且具有很好的激波捕捉能力和激波分辨率.

討論組合網(wǎng)格法(compositegridmethod,cgm)在有限元程序自動(dòng)生成系統(tǒng)平臺(tái)(finiteelementprogramgenerator,fepg)上的具體實(shí)現(xiàn)。該算法在整個(gè)求解區(qū)域上采用粗細(xì)兩套網(wǎng)格求解,不要求規(guī)則網(wǎng)格和粗細(xì)兩套網(wǎng)格嵌套,兩套網(wǎng)格單獨(dú)剖分、互不影響,能處理復(fù)雜的問(wèn)題。該算法用于實(shí)際工程計(jì)算的迭代次數(shù)少,與常用的有限元方法所求得的解相符合,具有更加廣泛的應(yīng)用范圍,符合科學(xué)和工程計(jì)算的實(shí)際要求。對(duì)攪拌摩擦焊接問(wèn)題使用組合網(wǎng)格法進(jìn)行數(shù)值模擬,取得了理想的仿真結(jié)果。

提出了一種基于顆粒接觸的無(wú)網(wǎng)格方法（pcmm）,并編制了相應(yīng)的c＋＋程序,解決了有限元等網(wǎng)格類(lèi)方法在模擬邊坡失穩(wěn)滑動(dòng)過(guò)程中的網(wǎng)格畸變問(wèn)題。該方法利用顆粒離散元中的接觸拓?fù)鋭?chuàng)建連續(xù)介質(zhì)單元,通過(guò)顆粒的運(yùn)動(dòng)演化實(shí)現(xiàn)連續(xù)介質(zhì)單元的自動(dòng)刪除及重建,通過(guò)在連續(xù)介質(zhì)單元中引入考慮應(yīng)變軟化效應(yīng)的mohr-coulomb模型及最大拉應(yīng)力模型,實(shí)現(xiàn)邊坡的彈塑性分析及失穩(wěn)滑移過(guò)程的模擬。利用pcmm分析了均質(zhì)邊坡的彈塑性場(chǎng)、沙堆的形成過(guò)程及土質(zhì)邊坡的失穩(wěn)過(guò)程。計(jì)算結(jié)果表明,pcmm在小變形下具有足夠的精度,且在模擬材料大變形方面具有明顯優(yōu)勢(shì),是一種模擬邊坡成災(zāi)范圍的有效方法。

基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格對(duì)翼型表面的積冰進(jìn)行了數(shù)值模擬研究.通過(guò)求解氣體歐拉方程得到翼型的繞流流場(chǎng),使用穿透型壁面邊界模擬水滴對(duì)翼型表面的撞擊,采用迭代法對(duì)水滴控制方程進(jìn)行數(shù)值求解,得到翼型表面的水滴收集特性;采用不同的積冰凍結(jié)模型模擬霜冰和明冰的凍結(jié)過(guò)程;利用冰層時(shí)間推進(jìn)法模擬積冰過(guò)程,基于積冰法向生長(zhǎng)假設(shè)生成積冰外形.對(duì)naca0012翼型霜冰和明冰的結(jié)冰情況進(jìn)行了預(yù)測(cè)研究,通過(guò)將冰形預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比說(shuō)明所提出的積冰模擬方法是有效的,最后分析了積冰對(duì)翼型氣動(dòng)特性的影響.

柵格翼是采用一種蜂房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的升力面和控制面,和傳統(tǒng)舵面相比具有鉸鏈力矩小、能在較大攻角下保持升力等特點(diǎn),并得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。由于柵格尾翼的特殊結(jié)構(gòu),網(wǎng)格生成具有很大的難度。本文采用了結(jié)構(gòu)、非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格的辦法,在彈體和柵格翼的物面附近區(qū)域,生成適合粘性計(jì)算的大長(zhǎng)寬比的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,彈體網(wǎng)格和柵格翼網(wǎng)格之間采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格進(jìn)行填充,滿(mǎn)足非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和結(jié)構(gòu)網(wǎng)格交接面的完全對(duì)接。本文基于結(jié)構(gòu)/非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格體系采用有限體積方法求解ns方程,對(duì)不同舵偏角下的柵格翼構(gòu)形進(jìn)行了數(shù)值模擬,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)數(shù)值方法進(jìn)行了驗(yàn)證。

現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)總的發(fā)展趨勢(shì)是產(chǎn)品輕量化,工藝柔性化。為了生產(chǎn)高精度、高質(zhì)量的產(chǎn)品,金屬板料成形制造向更輕、更薄、更精、更強(qiáng)、更韌,及成本低、周期短、質(zhì)量高的方向發(fā)展。板料沖壓成形技術(shù)正是這

介紹了鈑金成形數(shù)值模擬理論和數(shù)值模擬平臺(tái),以凹彎邊橡皮成形為例,對(duì)成形過(guò)程的厚度分布、回彈進(jìn)行了數(shù)值仿真研究,為進(jìn)一步開(kāi)展精密成形研究奠定了基礎(chǔ)。

利用有限元分析軟件mscmarc,采用不同網(wǎng)格劃分方法,分別建立板材激光彎曲成形的三維彈塑性熱力耦合有限元模型。其中一些模型引入了網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)。用這些模型計(jì)算分析了6mm船用鋼板激光彎曲成形過(guò)程的溫度場(chǎng)及變形場(chǎng)。結(jié)果表明,自適應(yīng)技術(shù)有效的縮短了模擬計(jì)算的時(shí)間,在精度變化不大的情況下,大大提高分析效率。計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。

基于laplace插值函數(shù)提出了一種類(lèi)似于無(wú)單元伽遼金法的無(wú)網(wǎng)格方法——無(wú)網(wǎng)格自然鄰接點(diǎn)法。該方法克服了自然單元法需要全域三角形網(wǎng)格以及無(wú)單元伽遼金法難以準(zhǔn)確施加位移邊界條件和材料不連續(xù)條件、形函數(shù)的計(jì)算復(fù)雜、權(quán)函數(shù)的選擇困難等缺點(diǎn),適合于考慮多種材料、多步施工過(guò)程等復(fù)雜巖土工程的自動(dòng)數(shù)值模擬。詳細(xì)討論了這種無(wú)網(wǎng)格自然鄰接點(diǎn)法的分析過(guò)程和基本理論,給出其在桿、梁、節(jié)理單元和材料不連續(xù)面等方面的處理辦法,并用一些標(biāo)準(zhǔn)算例和實(shí)際的地下工程算例對(duì)本文方法的效率、精度和可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證。

針對(duì)有限元法等傳統(tǒng)數(shù)值計(jì)算方法存在受單元網(wǎng)格限制、前后處理工作復(fù)雜的問(wèn)題,提出應(yīng)用一種數(shù)值計(jì)算方法——無(wú)網(wǎng)格伽遼金法,對(duì)具有簡(jiǎn)單邊界條件的水利水電工程施工導(dǎo)流的恒定二維淺水流動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了分析、計(jì)算.同時(shí)利用有限元法進(jìn)行了對(duì)比計(jì)算,從流速、水位的計(jì)算結(jié)果來(lái)看,兩種計(jì)算方法結(jié)果相近、誤差較小,表明采用無(wú)網(wǎng)格伽遼金法解決此類(lèi)問(wèn)題是可行的.

無(wú)網(wǎng)格自然鄰接點(diǎn)法及其在巖土工程數(shù)值模擬中的應(yīng)用——基于laplace插值函數(shù)提出了一種類(lèi)似于無(wú)單元伽遼金法的無(wú)網(wǎng)格方法——無(wú)網(wǎng)格自然鄰接點(diǎn)法。該方法克服了自然單元法需要全域三角形網(wǎng)格以及無(wú)單元伽遼金法難以準(zhǔn)確施加位移邊界條件和材料不連續(xù)條件、形函...

廣義節(jié)點(diǎn)無(wú)網(wǎng)格法在土力學(xué)固結(jié)分析中的應(yīng)用——借鑒流形方法思想，引入廣義節(jié)點(diǎn)的概念，對(duì)傳統(tǒng)的無(wú)網(wǎng)格法進(jìn)行了改進(jìn)，建立了可具有任意高階多項(xiàng)式插值函數(shù)的廣義節(jié)點(diǎn)無(wú)網(wǎng)格方法。與傳統(tǒng)無(wú)網(wǎng)格方法相比，廣義節(jié)點(diǎn)無(wú)網(wǎng)格方法更具有一般性，當(dāng)選取0階廣義節(jié)點(diǎn)位移...

針對(duì)襯套零件的特點(diǎn),分析了成形工藝及擠壓前處理,應(yīng)用deform-3d軟件建立有限元模型進(jìn)行仿真模擬,定點(diǎn)追蹤了關(guān)鍵部位在成形過(guò)程中的應(yīng)力、應(yīng)變、流速等變化情況,并依此為依據(jù)設(shè)計(jì)出雙層組合式預(yù)應(yīng)力擠壓模,為實(shí)際生產(chǎn)提供了有價(jià)值的參考。

利用dynaform軟件對(duì)喇叭口形制件拉深成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬分析,通過(guò)理論計(jì)算,對(duì)制件進(jìn)行兩次拉深.模擬結(jié)果顯示:該制件能正常成形,說(shuō)明工藝參數(shù)設(shè)置合理.利用dynaform軟件能夠很好地預(yù)測(cè)成形過(guò)程,提高產(chǎn)品質(zhì)量.

由于鍍鋁鋼板的表面鍍層為含硅量5%～11%的al-fe-si系金屬間化合物,且表面有一層極薄的al2o3表面鈍化層,故其具有優(yōu)異的耐熱性、熱反射性及耐腐蝕性,常用其制作隔熱汽車(chē)零部件。但當(dāng)其厚度小于0.5mm且鍍層厚大于20μm時(shí),會(huì)因鍍層厚度比例的增加而降低其沖壓成形性能,從而引起沖壓件嚴(yán)重起皺及局部破裂。針對(duì)這一問(wèn)題,本文選擇轎車(chē)消聲器隔熱罩國(guó)產(chǎn)化作為研究對(duì)象,對(duì)其沖壓成形過(guò)程進(jìn)行了模擬仿真,分析并預(yù)測(cè)了產(chǎn)生沖壓質(zhì)量缺陷的原因,并對(duì)影響沖壓質(zhì)量的主要參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。模擬結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)參數(shù)優(yōu)化后,有效的抑制了沖壓缺陷和提高產(chǎn)品質(zhì)量。

為了解決周期性充分發(fā)展流動(dòng)數(shù)值模擬的計(jì)算復(fù)雜性,該文提出了非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上周期性邊界進(jìn)出口條件相互回代的方法。應(yīng)用此方法對(duì)橫掠叉排管束周期性充分發(fā)展層流流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,并將其結(jié)果與流動(dòng)進(jìn)口內(nèi)8個(gè)管束層流流動(dòng)的充分發(fā)展區(qū)域的數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了比較,得到了較一致的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)表明:單周期上進(jìn)出口條件相互回代的方法可以替代多周期的數(shù)值計(jì)算,從而簡(jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程,節(jié)省了計(jì)算時(shí)間。

采用間接方法生成四邊形網(wǎng)格,首先利用改進(jìn)的兩點(diǎn)前沿推進(jìn)法把計(jì)算區(qū)域剖分成三角形網(wǎng)格,然后采用插點(diǎn)和細(xì)分的技術(shù)生成單元全部是四邊形的網(wǎng)格,通過(guò)邊互換、刪點(diǎn)和局部插點(diǎn)技術(shù)進(jìn)一步光滑平順,得到適用于數(shù)值計(jì)算的網(wǎng)格。剖分結(jié)果表明,該方法能夠在任意二維平面區(qū)域內(nèi)自動(dòng)生成全四邊形網(wǎng)格,并能生成光滑過(guò)渡的局部加密網(wǎng)格和貼體性較好的邊界層網(wǎng)格。該方法具有算法簡(jiǎn)單,計(jì)算量少的特點(diǎn)。利用所生成的網(wǎng)格對(duì)計(jì)算傳熱學(xué)中的典型算例-方腔自然對(duì)流進(jìn)行求解,計(jì)算結(jié)果與基準(zhǔn)解吻合,網(wǎng)格質(zhì)量能夠滿(mǎn)足數(shù)值分析計(jì)算的要求。