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基于种群动力学模型的连续体结构拓扑优化仿生方法

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振动与冲击 2014年第13期33卷 98-105页

作者：开依沙尔.热合曼热合买提江.依明江买买提明.艾尼新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830047 新疆大学数学与系统科学学院乌鲁木齐830046

通过种群动力学模型和有限元方法的耦合建立了骨骼重建数学模型,然后用像素单元的添加和删除准则把骨重建过程转化为材料形成和吸收过程,对连续体结构提出了仿生拓扑优化计算方法。通过对两个连续体结构拓扑优化中被广泛应用的典型数值... 详细信息

通过种群动力学模型和有限元方法的耦合建立了骨骼重建数学模型,然后用像素单元的添加和删除准则把骨重建过程转化为材料形成和吸收过程,对连续体结构提出了仿生拓扑优化计算方法。通过对两个连续体结构拓扑优化中被广泛应用的典型数值算例进行拓扑优化计算,并将其结果与其它几种拓扑优化方法进行比较,验证了该方法的有效性。最终在三种不同边界条件下对长悬臂梁模型进行拓扑优化计算,以及在四种不同边界条件下拱桥模型进行拓扑优化计算,获得规则性和对称性的拓扑形式,该结果进一步说明了该仿生方法的合理性和可行性。

关键词：骨骼重建种群动力学模型有限元方法连续体结构拓扑优化仿生方法

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避免核函数导数的二阶导数核近似方法的修正

计算力学学报 2018年第4期35卷 494-499页

作者：热合买提江.依明阿合买提江.依明江新疆大学数学与系统科学学院乌鲁木齐830046

采用核近似光滑粒子流体力学SPH(Smooth Particle Hydrodynamics)方法计算一元函数二阶导数和多元函数二阶偏导数,对避免核函数导数算法进行了改进,提出了对核函数光滑长度处处具有o(h)精度的算法,并分别推导出一元和多元函数的修正公... 详细信息

采用核近似光滑粒子流体力学SPH(Smooth Particle Hydrodynamics)方法计算一元函数二阶导数和多元函数二阶偏导数,对避免核函数导数算法进行了改进,提出了对核函数光滑长度处处具有o(h)精度的算法,并分别推导出一元和多元函数的修正公式。用不同的粒子间距和不同的光滑长度进行了二阶导数的计算和热传导问题的模拟,进行了修正方法与原方法的误差分析。结果表明,本文提出的修正措施在提高精度、减少误差及加快收敛速度等方面起到很大的作用。

关键词： SPH核近似方法避免核函数导数修正精度

SODF-SPH方法及其在热传导问题中的应用

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中国机械工程 2017年第4期28卷 415-420页

作者：热合买提江.依明阿合买提江.伊明江买买提明.艾尼新疆大学数学与系统科学学院乌鲁木齐830046 新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830047

在光滑粒子流体动力学(SPH)原理的基础上,通过泰勒级数展开提出了计算函数二阶偏导数的SODF-SPH方法。选用相等的粒子间距和相同的光滑长度对一维热传导问题进行了计算和模拟,与传统SPH方法进行了对比分析,结果表明新方法的精度高、收... 详细信息

在光滑粒子流体动力学(SPH)原理的基础上,通过泰勒级数展开提出了计算函数二阶偏导数的SODF-SPH方法。选用相等的粒子间距和相同的光滑长度对一维热传导问题进行了计算和模拟,与传统SPH方法进行了对比分析,结果表明新方法的精度高、收敛速度快且稳定性好;对二维和三维各种热传导问题进行了计算和模拟,与解析解进行了对比,结果表明新方法得到的计算结果与解析解吻合良好。新方法的计算过程能避免计算核函数导数,致使对核函数的要求降低,可选用更多的核函数且计算量较小,可在工程和数值计算中广泛应用。

关键词：光滑粒子流体动力学方法 SODF-SPH方法精度收敛速度稳定性

两齿轮正确啮合和相互耦合接触的SPH计算方法研究

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振动与冲击 2015年第12期34卷 65-69页

作者：热合买提江·依明买买提明·艾尼新疆大学数学与系统科学学院乌鲁木齐830046 新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830047

基于在一对齿轮的接触啮合及其冲击的动力学方程,通过调整核函数影响半径提出了一对齿轮正确啮合和相互耦合接触的SPH计算方法,编程实现了正确啮合一对齿轮模型离散成SPH粒子的SPH前处理程序建立了一对啮合齿轮的SPH离散模型并改变工况... 详细信息

基于在一对齿轮的接触啮合及其冲击的动力学方程,通过调整核函数影响半径提出了一对齿轮正确啮合和相互耦合接触的SPH计算方法,编程实现了正确啮合一对齿轮模型离散成SPH粒子的SPH前处理程序建立了一对啮合齿轮的SPH离散模型并改变工况下进行了啮合冲击过程的动态数值仿真,分析了一对齿轮冲击啮合过程中的最大动应力随时间的变化规律和齿廓面上动应力的分布及变化过程,对比探讨了啮合冲击过程中的动应力传播及接触区域附近的接触动应力分布和变化过程。对齿轮传动系统的动态接触强度评价和优化设计提供新的SPH数值算法。

关键词：齿轮啮合 SPH计算方法啮合冲击动应力

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对称SPH核近似方法的研究

水动力学研究与进展A辑 2014年第4期29卷 479-486页

作者：热合买提江·依明买买提明·艾尼新疆大学机械工程学院新疆大学数学与系统科学学院

该文首先在各种光滑粒子流体动力学(SPH)核近似方法研究的基础上,介绍了对称光滑粒子流体动力学(SSPH)核近似方法。通过各种SPH核近似方法的研究和分析,给出SSPH核近似方法的理论推导过程及其精度分析。然后通过一维函数算例对各种SPH... 详细信息

该文首先在各种光滑粒子流体动力学(SPH)核近似方法研究的基础上,介绍了对称光滑粒子流体动力学(SSPH)核近似方法。通过各种SPH核近似方法的研究和分析,给出SSPH核近似方法的理论推导过程及其精度分析。然后通过一维函数算例对各种SPH核近似方法的误差进行分析,最后对热传导和非线性动力学问题进行了验证计算。结果表明,该文介绍的核近似方法误差最小,计算精度、稳定性和计算量等比其他方法有一定的优越性。

关键词：光滑粒子流体动力学对称SPH核近似方法精度分析计算量

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不同质量粒子分布SPH方法及其应用

振动与冲击 2015年第22期34卷 62-67页

作者：艾孜海尔.哈力克热合买提江.依明开依沙尔.热合曼买买提明.艾尼新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830047 新疆大学数学与系统科学学院乌鲁木齐830046

光滑粒子流体动力学(SPH)方法是一种新发展起来的纯拉格朗日数值方法,其最大的优点是不需要对自由表面进行特殊处理,有利于模拟飞溅、破碎等高度非线性流。SPH方法的一个缺点是计算的时间复杂性高,因为需要大量粒子详细定义流体,使之计... 详细信息

光滑粒子流体动力学(SPH)方法是一种新发展起来的纯拉格朗日数值方法,其最大的优点是不需要对自由表面进行特殊处理,有利于模拟飞溅、破碎等高度非线性流。SPH方法的一个缺点是计算的时间复杂性高,因为需要大量粒子详细定义流体,使之计算时间相应增加。在核半径保持不变的情况下为了提高计算效率和精度提出不同质量粒子分布的方法,即在关键计算区域分布较小质量粒子,而在其它区域分布较大质量粒子。首先通过静水数值模拟,初步验证了此方法的有效性。之后,对半浸泡振荡圆筒所产生的小振幅水波进行了数值模拟。将数值模拟结果与已有的实验结果进行了对比分析。分析结果表明此方法能够明显提高计算精度的同时可以节省大量计算时间。

关键词：光滑流体动力学方法波浪振荡圆筒不同质量粒子流体与结构物相互作用

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计算函数导数的FODF-SPH方法的修正

数学的实践与认识 2017年第23期47卷 248-253页

作者：热合买提江.依明阿合买提江.依明江新疆大学数学与系统科学学院新疆乌鲁木齐830046

在光滑粒子流体动力学(Smooth Particle Hydrodynamics:SPH)核近似方法原理的基础上,通过泰勒级数展开已提出的计算函数导数的FODF-SPH(Frist Order Derivative Free:FODF)方法进行了修正,并分别推导出一元和多元函数的修正公式.用不同... 详细信息

在光滑粒子流体动力学(Smooth Particle Hydrodynamics:SPH)核近似方法原理的基础上,通过泰勒级数展开已提出的计算函数导数的FODF-SPH(Frist Order Derivative Free:FODF)方法进行了修正,并分别推导出一元和多元函数的修正公式.用不同的粒子间距和不同的光滑长度计算一元函数的导数和多元函数的偏导数,修正公式与FODF-SPH方法误差进行了对比分析.结果表明,提出的修正措施在提高精度、减少误差及加快收敛速度等方面起了很大的作用.

关键词： SPH核近似方法 FODF-SPH方法修正精度

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修正KDF-SPH方法的激波问题数值模拟

应用数学和力学 2024年第12期45卷 1483-1493页

作者：李宏杨热合买提江·依明新疆大学数学与系统科学学院乌鲁木齐830000

基于光滑粒子流体动力学(smooth particle hydrodynamics,SPH)方法中的光滑核近似和Taylor级数展开原理,利用核函数矩对KDF-SPH(kernel derivative free SPH)方法进行了修正.为了验证修正方法的适用性和可行性,将该方法应用于不同情况... 详细信息

基于光滑粒子流体动力学(smooth particle hydrodynamics,SPH)方法中的光滑核近似和Taylor级数展开原理,利用核函数矩对KDF-SPH(kernel derivative free SPH)方法进行了修正.为了验证修正方法的适用性和可行性,将该方法应用于不同情况下一维激波管问题的数值模拟,并对模拟结果进行分析.结果表明,修正方法能很好地捕捉到激波和接触不连续的位置和强度,修正方法不要求核函数可导性,不计算核函数矩,计算量更小,计算效率更高.

关键词： SPH核近似激波修正数值解

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基于有限差分法的SPH边界处理算法及其应用

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计算物理 2023年第3期40卷 343-352页

作者：裴静娴热合买提江·依明新疆大学数学与系统科学学院新疆乌鲁木齐830017

考虑虚拟粒子法在解决边界问题时因粒子搜索量大而增加冗余计算等因素,转而只在计算域内部采用SPH修正方法,边界处使用有限差分方法,从而实现一种基于有限差分法的SPH边界处理算法。以热传导问题为例,对数值模拟结果进行验证。结果表明... 详细信息

考虑虚拟粒子法在解决边界问题时因粒子搜索量大而增加冗余计算等因素,转而只在计算域内部采用SPH修正方法,边界处使用有限差分方法,从而实现一种基于有限差分法的SPH边界处理算法。以热传导问题为例,对数值模拟结果进行验证。结果表明:采用提出的边界处理方法对固定和对流边界热传导问题进行求解,解析解与数值解吻合程度较高,数值模拟可靠有效。两种算法优势互补,为相关边值问题的处理提供了思路。

关键词：核近似精度有限差分法边界算法热传导