任意荷载下板单元局部效应分析
本文推导了任意荷载激励下板单元考虑局部效应的精确的动力计算公式,建立了四边形单元局部效应的计算模型,从而为复杂边界结构的动力精确计算提供了一简便可行的方法.通过对悬臂板进行结构动力时程分析与局部效应修正表明,局部动力效应影响与加速度成正比;结构在忽略局部效应的情况下,所得动内力与理论值相差较大,因此设计中必须考虑局部动力效应的影响.
基于响应曲面法旋风分离器的自然旋风长
利用商业计算流体力学软件Fluent 6.1对不同结构尺寸以及运行条件下旋风分离器内部气相流场进行了数值模拟,基于响应曲面法并利用统计软件Minitab V14得到了旋风分离器自然旋风长新的预测模型.对预测模型分析后表明,除了入口面积和排气芯管直径影响自然旋风长外,入口风速、旋风器高度以及排气芯管的插入深度也会不同程度地影响自然旋风长.由于自然旋风长预测模型考虑了更多的影响因素,和以前的模型比较能更好地反映旋风分离器的结构尺寸及运行条件对其性能的影响.
模拟含随机分布椭圆形夹杂弹性体的边界元法
为了模拟含随机分布椭圆形夹杂固体的等效力学特性,根据椭圆形夹杂积分区域的相似性,提出了求解此类问题的边界元计算方案.通过利用著名的有限元商用软件MSC.Marc和边界元程序对含有两个非常接近椭圆夹杂板材的对比计算分析,表明该文提出的边界元方案比有限元法具有更高的计算精度和计算效率.最后,对含有50个随机分布椭圆夹杂的板材进行了计算分析,从而为长纤维状复合材料宏观等效力学特性的研究提供了可靠的数值模拟方法.
基于奇异有限元法对大曲率缺口断裂问题的数值分析
利用其局部解构造了一种新的大曲率缺口位移模式;建立含大曲率缺口损伤结构有限元方程和与相应的缺口奇异单元;提出了求解大曲率缺口应力与应力强度因子等断裂参量的数值计算方法。数值算例说明本文方法是一种有效的数值计算分析方法。
流体-固体瞬态动力耦合有限元分析研究
本文应用有限元法探讨了流体与固体的瞬态动力耦合分析。利用拉氏乘子法,给出了流体与固体接触面上一种接触约束单元,将流体与固体动力耦合内力作为基本未知量,使流体域与固体域有机地联系成一整体,从而实现了流体-固体动力耦合系统的统一分析。文中还推导了流固动力耦合系统的有限元控制方程,编制了计算程序。数值计算结果验证了耦合模型的正确性及其较高的计算精度,并表明固体的变形效应对于流体-固体系统的动力响应是显著的。
两端铰支层合浅拱的非线性‘跳跃’稳定性
利用叶开源和刘人怀提出的修正迭代法,导出了两端铰支、对称正交铺层的浅拱在均布载荷作用下的三次近似特征关系式,进而分析了结构几何参数、铺层数等对于‘跳跃失稳'临界载荷的影响,并通过与‘动力失稳'临界载荷的比较,讨论了两个‘失稳'概念的区别.
弹性地基上间断中厚矩形板的非线性振动
研究了弹性地基上带传力杆的间断中厚矩形板结构的非线性振动特性。荷载在传力杆中的传递由竖向弹簧模拟,其弹簧刚度取决于传力杆的特性以及杆与板间的相互作用。根据能量变分原理,考虑地基耦合效应,建立了双参数地基上带传力杆的间断矩形中厚板的非线性运动控制方程。应用伽辽金法和谐波平衡法对该组非线性方程进行了求解。在算例中,讨论了传力杆参数、板的结构参数以及地基参数对中厚矩形板的非线性自由振动特性的影响。
转轮出流和尾水管入流的动态干涉
为了适应当前水电朝着成本更低、输出更加灵活的趋势发展,混流式水轮机在非设计工况点下运行时各水力部件之间干涉引起的流体动力作用和动态流动现象在水力设计过程中成为非常重要的一环。本文使用CFD技术获取尾水管中压力脉动情况,通过对动态能量分布的比较,陈述了转轮能量高速旋转传播造成的螺旋涡带缩胀变化,对尾水管流动的干涉作用.
用微分求积法分析不同支承条件下水下输流管道的动力特性与容许悬跨长度
考虑管道材料的非线性和管外流体的阻尼因素,得到水下管跨段的非线性运动方程,应用DQ法建立其模拟方程,采用数值模拟方法,对管跨段在理想支承和弹性支承条件下的固有频率特性进行仿真,重点探讨了内外流流速、管内压力、轴向力、Strouhal数、所输送介质的密度对管跨段的临界流速及容许悬跨长度的影响。结果表明,不同的支承条件对系统的动力特性影响很大,为此提出了用弹性支承来分析实际水下管跨段动力特性的方法。
移动荷载下多孔饱和地基的动力有限单元法
分析了匀速荷载作用下多孔饱和地基的动力响应。通过对Biot动力方程进行变换,将基本方程变换到随荷载移动的运动坐标系中,通过加权残值法推导了相应的“拟静力”单元刚度矩阵,从而建立了移动问题的有限元格式,将动力学问题转化为“拟静力”问题。“拟静力”单元或称为移动单元并不是连续介质上的实际单元,而是在连续介质上随着移动荷载运动的虚拟单元。文中考虑了荷载的移动速度对多孔饱和地基中位移及应力的影响,并与解析解作了对比,以说明本方法具有较好的精度。












