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工程力学 2016年第2期33卷 18-24页

作者：王发杰张耀明公颜鹏山东理工大学理学院应用数学所淄博255049 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

该文提出一种改进的基本解法,应用于薄体各向异性位势边界条件识别反问题的研究。基本解法求解反问题所产生的线性系统往往是高度病态的,我们采用截断奇异值分解方法来求解,广义交叉校验准则用来确定正则化参数。正则化方法的使用大大... 详细信息

该文提出一种改进的基本解法,应用于薄体各向异性位势边界条件识别反问题的研究。基本解法求解反问题所产生的线性系统往往是高度病态的,我们采用截断奇异值分解方法来求解,广义交叉校验准则用来确定正则化参数。正则化方法的使用大大地拓展了源点与真实边界间距离的选取范围,同时有效地降低了解的精度对"距离选择"的敏感度。算例的数值实验表明,该文方法简单、效率高,即使薄体结构的厚度小到纳米级,仍然可获得非常高精度的数值解。该文为二维薄体各向异性位势反问题的研究开辟了新的途径,也拓展了基本解法的应用领域。

关键词：反问题基本解法各向异性薄体结构截断奇异值分解广义交叉校验准则

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三维边界元法中拟奇异积分的正则化及其在薄体与涂层结构中的应用

三维边界元法中拟奇异积分的正则化及其在薄体与涂层结构中的应用

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作者：公颜鹏山东理工大学

学位级别：硕士

边界元法(BEM)作为一种重要的数值方法,因其具有计算精度高、降维等优点,近年得到了很大发展,已被广泛应用于科学及工程问题的数值分析中。然而,几乎奇异积分的存在大大地制约了它的应用领域,如三维薄体与涂层结构问题等。虽然,已有许... 详细信息

边界元法(BEM)作为一种重要的数值方法,因其具有计算精度高、降维等优点,近年得到了很大发展,已被广泛应用于科学及工程问题的数值分析中。然而,几乎奇异积分的存在大大地制约了它的应用领域,如三维薄体与涂层结构问题等。虽然,已有许多计算几乎奇异积分的方法,但是大部分都局限于平面几何单元的采用。近年来,尽管在曲面单元上的几乎奇异积分的计算方面取得很大的进展,但是这些方法仅在单个曲面单元上的简单几乎奇异积分计算中得到验证,从未在薄体及涂层结构等实际边值问题中得到检验。薄体与涂层结构一般厚度很薄,有的在微米级甚至纳米级,它的数值分析一直是科学计算工作者面临的挑战。近年来,研究者发现,边界元法求解此类问题的瓶颈是高阶曲面单元上的几乎奇异积分的计算。本文提出了一种计算三维边界元法中高阶几何单元上的2D拟奇异积分的有效方法。该方法的新颖之处在于:(1)构造了‘精确’的距离公式。此距离公式不仅能够精确地描述场点(源点)与积分单元上的一般点之间的距离r,同时它便于与各种非线性变换结合;(2)拓展Sinh变换到3D边界元法中,并与前述的距离公式有机地结合,有效地降低了距离函数在积分区间上的剧烈震荡,从而充分地将几乎奇异的被积函数规则化。所提出的方法已在三维薄体与涂层结构中的边界元分析中得到了验证,取得了很理的效果。它表明,本文解决了最一般形式的曲面单元,即8节点二次曲面单元上的几乎奇异积分的计算问题,使得准确、高效地计算三维薄体及涂层结构问题及3D边界元法中的边界层效应问题成为可能。因此,本文不仅成功地解决了薄体及涂层结构计算的困难问题,同时拓展了边界元法的应用领域。

关键词： 3D BEM 拟奇异积分薄体结构涂层结构

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热、振及热振耦合条件下塑封球栅阵列含铅焊点失效分析

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焊接学报 2021年第9期42卷 49-54,I0003,I0004页

作者：安彤陈晓萱秦飞代岩伟公颜鹏北京工业大学电子封装技术与可靠性研究所北京100124 北京工业大学先进制造技术北京市重点试验室北京100124

对塑封球栅阵列封装器件进行了热循环、随机振动以及热振耦合试验,在3种试验条件下测试Sn37Pb焊点的寿命,并对3种载荷条件下失效焊点位置的分布规律以及焊点的失效模式进行对比分析.结果表明,塑封球栅阵列封装焊点在热振耦合试验中的寿... 详细信息

对塑封球栅阵列封装器件进行了热循环、随机振动以及热振耦合试验,在3种试验条件下测试Sn37Pb焊点的寿命,并对3种载荷条件下失效焊点位置的分布规律以及焊点的失效模式进行对比分析.结果表明,塑封球栅阵列封装焊点在热振耦合试验中的寿命明显小于热循环以及随机振动试验的寿命结果.热循环、随机振动条件下越靠近测试板中心位置,器件的焊点越容易发生破坏,而热振耦合试验中不同位置上器件的失效焊点数比较接近.此外,热循环条件下破坏模式主要表现为钎料内部的韧性断裂,随机振动条件下主要为界面金属间化合物层内的脆性断裂,而热振耦合条件下这两种破坏模式均有发生.

关键词：热循环随机振动热振耦合失效模式塑封球栅阵列封装

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等几何边界元法在瞬态热传导问题中的应用

等几何边界元法在瞬态热传导问题中的应用

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北京力学会第二十九届学术年会

作者：徐浩公颜鹏北京工业大学材料与制造学部电子封装技术与可靠性研究所

等几何边界元法(IGABEM)是在传统边界元法的基础上引入了CAD中常用的插值函数,实现边界元法与CAD建模结合。本文采用IGABEM分析了电子封装中芯片-铜柱凸点结构的瞬态热传导问题,在计算中使用径向积分法将热源与时间引起的域积分转化为... 详细信息

等几何边界元法(IGABEM)是在传统边界元法的基础上引入了CAD中常用的插值函数,实现边界元法与CAD建模结合。本文采用IGABEM分析了电子封装中芯片-铜柱凸点结构的瞬态热传导问题,在计算中使用径向积分法将热源与时间引起的域积分转化为边界积分,并将计算结果与解析解对比。结果证明利用IGABEM研究封装中的热问题是一种非常有效的方法。

关键词：等几何边界元法瞬态热传导径向积分法

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等几何边界元在3D势问题中的应用

等几何边界元在3D势问题中的应用

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北京力学会第二十三届学术年会

作者：公颜鹏董春迎北京理工大学

提出了一种三维等几何边界元法并应用到位势问题中。与传统边界元法相比该方法有许多优点:首先,无论研究模型的几何形状多么复杂,即使划分很少单元,所建立的几何模型也不会存在几何误差。其次,由于不需要对模型进行划分网格,所以能大大... 详细信息

提出了一种三维等几何边界元法并应用到位势问题中。与传统边界元法相比该方法有许多优点:首先,无论研究模型的几何形状多么复杂,即使划分很少单元,所建立的几何模型也不会存在几何误差。其次,由于不需要对模型进行划分网格,所以能大大减少前处理的工作量。最后,应用幂级数展开法处理等几何边界元中的奇异积分,提高了奇异积分的计算精度。数值结果表明了该方法的高精度。

关键词：位势问题等几何边界元奇异积分幂级数展开法

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二维等几何边界元位势问题中拟奇异积分的处理

二维等几何边界元位势问题中拟奇异积分的处理

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北京力学会第二十二届学术年会

作者：公颜鹏董春迎北京理工大学

等几何边界元法(IGBEM)作为一种重要的数值方法,因其具有准确描述模型的几何边界、有效求解很接近实际边界的内点处的物理量、计算精度高、降低维数等优点,近年得到了很大发展,已被广泛应用于科学及工程问题的数值分析中。然而,拟奇异... 详细信息

等几何边界元法(IGBEM)作为一种重要的数值方法,因其具有准确描述模型的几何边界、有效求解很接近实际边界的内点处的物理量、计算精度高、降低维数等优点,近年得到了很大发展,已被广泛应用于科学及工程问题的数值分析中。然而,拟奇异积分的存在大大地制约了它的应用。虽然已有许多计算拟奇异积分的方法,但是大部分都局限于传统的BEM中,对于IGBEM很少涉及。受到指数变换的启发,本文拓展指数变换到IGBEM中,降低距离函数在积分区间上的剧烈震荡,将拟奇异的被积函数规则化,消除核函数的拟奇异性。为了验证方法的有效性,文中给出了具体算例。结果表明,即使计算点与真实边界之间距离为10,本文数值结果与参考解仍然保持一致,说明本文算法对于拟奇异分的处理非常有效。

关键词：等几何边界元法拟奇异积分指数变换

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等几何边界元位势问题中的边界层效应

等几何边界元位势问题中的边界层效应

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第16届北方七省市区力学学会学术会议

作者：公颜鹏董春迎北京理工大学

等几何边界元法(IGBEM)作为一种重要的数值方法,因其能够准确描述模型的几何边界,使得求解很接近实际边界的内点处的物理量成为可能。然而,由于边界层效应的存在遮盖了IGBEM在这方面的优势,同时也制约了它的应用范围。拓展指数变换到IG... 详细信息

等几何边界元法(IGBEM)作为一种重要的数值方法,因其能够准确描述模型的几何边界,使得求解很接近实际边界的内点处的物理量成为可能。然而,由于边界层效应的存在遮盖了IGBEM在这方面的优势,同时也制约了它的应用范围。拓展指数变换到IGBEM中,降低距离函数在积分区间上的震荡性,将拟奇异的被积函数规则化,可消除计算中出现的边界层效应。为了验证该方法的有效性,给出了具体算例。结果表明,本文算法对于边界层效应的消除非常有效。

关键词：等几何边界元法边界层效应指数变换

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基于等几何边界元法对IGBT基板的热分析

基于等几何边界元法对IGBT基板的热分析

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北京力学会第二十七届学术年会

作者：郭雨博宇慧平秦飞公颜鹏北京工业大学材料与制造学部

等几何边界元法(IGABEM)具有边界元法的计算优势(只需在模型边界离散,降低问题维数,计算精度高等),同时可以实现CAD/CAE的无缝集成,提高分析效率。本文采用IGABEM对IGBT的DBC基板进行传热分析,得到其温度分布,同时研究陶瓷层厚度变化对... 详细信息

等几何边界元法(IGABEM)具有边界元法的计算优势(只需在模型边界离散,降低问题维数,计算精度高等),同时可以实现CAD/CAE的无缝集成,提高分析效率。本文采用IGABEM对IGBT的DBC基板进行传热分析,得到其温度分布,同时研究陶瓷层厚度变化对结构中温度的影响。结果表明:固定铜层厚度时,适当减小陶瓷层厚度对结构是有益的。

关键词：等几何边界元法 DBC基板温度分布

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等几何边界元法及其在一些领域里的应用

等几何边界元法及其在一些领域里的应用

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中国力学大会-2017暨庆祝中国力学学会成立60周年大会

作者：董春迎公颜鹏孙芳玲北京理工大学

等几何边界元法采用表达几何模型的非均匀有理B样条函数作为相关问题的单元插值函数来进行数值分析,其具有精确的几何表示、无需网格划分和高阶连续导数等优点。课题组近些年在等几何边界元的基本理论及其应用等方面开展了一些基础性的... 详细信息

等几何边界元法采用表达几何模型的非均匀有理B样条函数作为相关问题的单元插值函数来进行数值分析,其具有精确的几何表示、无需网格划分和高阶连续导数等优点。课题组近些年在等几何边界元的基本理论及其应用等方面开展了一些基础性的研究工作,即:(1)近奇异积分和超奇异积分的计算;(2)势问题中的应用;(3)稳态非均质材料有效热传导的计算;(4)纳米非均质材料的力学分析;(5)稳态非均质材料的规则化边界域积分方程的等几何分析的数值实施;(6)夹杂对裂纹扩展的影响等。已有的这些研究将助推等几何边界元法在航空发动机涡轮叶片失效分析的应用方面取得新成果。

关键词：等几何边界元法非均质材料规则化边界域积分方程

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复合固体推进剂的细观数值模拟

复合固体推进剂的细观数值模拟

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北京力学会第二十九届学术年会

作者：寇玉国刘向阳公颜鹏北京工业大学材料与制造学部电子封装技术与可靠性研究所北京理工大学宇航学院

本文利用Digimat软件和Abaqus软件进行联合仿真,建立了HTPB复合固体推进剂的细观RVE模型,研究梯形内聚力模型参数对推进剂力学性能的影响。结果表明,通过改变梯形内聚力模型的形状参数,能够更好的表征推进剂基体/颗粒粘结界面的累计损... 详细信息

本文利用Digimat软件和Abaqus软件进行联合仿真,建立了HTPB复合固体推进剂的细观RVE模型,研究梯形内聚力模型参数对推进剂力学性能的影响。结果表明,通过改变梯形内聚力模型的形状参数,能够更好的表征推进剂基体/颗粒粘结界面的累计损伤效应,这对后续推进剂的数值模拟提供了参考价值。

关键词：复合固体推进剂细观结构有限元仿真内聚力模型

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