检索结果-南通市图书馆

一种求解非定常可压缩流动的流场信息融合的图神经网络方法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

气动研究与试验

气动研究与试验 2024年第1期2卷 39-49页

作者：李思冶孙振生朱玉杰中国人民解放军火箭军工程大学陕西西安710025

传统数值方法基于网格的数值离散或者积分形式,其计算效率较低、耗时高并需要昂贵的计算资源。针对含有强间断的非定常可压缩流问题,本文提出了一种流场信息融合的图神经网络方法。首先,深入分析了计算流体力学(CFD)求解与图神经网络(G... 详细信息

传统数值方法基于网格的数值离散或者积分形式,其计算效率较低、耗时高并需要昂贵的计算资源。针对含有强间断的非定常可压缩流问题,本文提出了一种流场信息融合的图神经网络方法。首先,深入分析了计算流体力学(CFD)求解与图神经网络(GNN)方法的内涵联系,数学上明确了模型训练中的算子对象与任务,从而指导模型结构设计。为了增强模型的非线性逼近能力,通过激波识别器技术提取了流场局部的非线性特征,并将流场的物理、空间以及非线性信息嵌入图表征方法中。在此基础上,设计了一种基于聚合采样方法的流场信息融合的消息传递网络,通过此网络将流场不同尺度信息进行传播、聚合以及更新,从而预测流场的时空演化过程。此外,在编码器-解码器框架下将提取的流场信息转化为潜在的流体力学知识,实现端到端的模拟功能。最后,通过激波管问题、Shu-Osher问题以及二维黎曼问题验证了模型的有效性。结果表明,在一维与二维问题中,模型均可快速收敛,且变量相对误差在O(10^(-6))~O(10^(-7))量级;针对训练集外的时间尺度模拟,该模型具有良好的预测能力,且极大地提高了流场计算效率。

关键词：非定常可压缩流强间断图神经网络流场信息融合激波识别器

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

爆炸冲击波强间断问题的高阶伪弧长算法研究

爆炸与冲击 2021年第11期41卷 132-145页

作者：马天宝王晨涛赵金庆宁建国北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

为了提高对冲击波强间断处的分辨率,通过引入弧长参数,使网格自适应地朝着间断处移动,并结合高精度WENO数值格式,进而达到了对大梯度物理量的高分辨率捕捉。针对网格移动造成的非均匀和非正交现象,通过坐标变换,使得计算过程在均匀正交... 详细信息

为了提高对冲击波强间断处的分辨率,通过引入弧长参数,使网格自适应地朝着间断处移动,并结合高精度WENO数值格式,进而达到了对大梯度物理量的高分辨率捕捉。针对网格移动造成的非均匀和非正交现象,通过坐标变换,使得计算过程在均匀正交的计算空间中进行。通过和有限体积下的数值结果对比,结合数值误差分析,可以看到高阶伪弧长数值算法不仅保证了高精度而且对间断的捕捉更加明显,在间断附近解的整体光滑性较好,网格的自适应移动使得解的奇异性得到了削弱,因此可以削弱高阶格式容易引起数值振荡这个缺点。最后采用高阶伪弧长算法计算了化学反应流问题,结果表明高阶伪弧长算法有着较快的收敛率,对于解决爆炸与冲击强间断问题有着较为明显的优势。

关键词：伪弧长算法高精度坐标变换冲击波强间断

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

脆性材料的强间断分析

脆性材料的强间断分析

作者：王晖大连理工大学

学位级别：硕士

强间断法用于研究位移不连续问题因而受到了广泛的注意和研究。强间断法的重要特征是在连续的位移场中研究位移不连续的问题，通过在间断上引入附加应变来模拟间断。本文对位移间断做了简要的介绍，并回顾了位移间断研究的发展过程，... 详细信息

强间断法用于研究位移不连续问题因而受到了广泛的注意和研究。强间断法的重要特征是在连续的位移场中研究位移不连续的问题，通过在间断上引入附加应变来模拟间断。本文对位移间断做了简要的介绍，并回顾了位移间断研究的发展过程，介绍了各个阶段的标志性研究成果，其中重点介绍了强(弱)间断法。阐述了强间断法的基本原理，并针对脆性材料和塑性材料，介绍了破坏模型和塑性模型在间断线上的本构方程。同时针对强间断法的几种不同算法，根据数值试验，对这些算法进行对比，介绍了各自的优势及适用条件。本文提出了在计算脆性材料时，用位移法和总势能变分原理离散单元，在弱形式下满足了在间断线上力的平衡要求，这样得到了对称的刚度阵。并通过一维和二维问题的数值算例说明了这一算法的可行性。通过算例可以看出，这一算法基本解决了在用对称单元刚度阵进行强间断计算中所遇到的应力自锁现象。与Oliver利用Petrov—Galerkin法离散单元相比，这一算法在脆性材料的破坏计算中显示出了在计算效率上的突出优势。文章最后将强间断法应用到具有构造柱的墙体的破坏计算中，用最大主应力准则来判断破坏，通过强间断法的引用，得到了嵌入间断的破坏单元，从而计算出在外载作用下墙体的开裂方向。强间断法在计算材料的开裂和滑移中有较广泛的应用，可以针对多种材料的位移间断进行应用。强间断法将不连续问题转化成连续问题进行研究。因此，强间断法为位移不连续问题的研究开辟了一条崭新的道路，在间断研究和连续体研究之间建立起一座相互连通的桥梁。

关键词：强间断破坏模型脆性材料构造柱

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

含强间断导热系数的三维扩散方程数值计算

强激光与粒子束 2015年第9期27卷 158-163页

作者：郭少冬章明宇周海兵张树道北京应用物理与计算数学研究所北京100094

针对惯性约束聚变领域需要求解的含强间断导热系数的扩散方程,借鉴各向异性导热的思想,给出了一种导热系数定义在网格节点的支撑算子改进格式。改进后的方法保留了支撑算子格式的算子相容性优点。数值算例表明,新方法可以很好地处理含... 详细信息

针对惯性约束聚变领域需要求解的含强间断导热系数的扩散方程,借鉴各向异性导热的思想,给出了一种导热系数定义在网格节点的支撑算子改进格式。改进后的方法保留了支撑算子格式的算子相容性优点。数值算例表明,新方法可以很好地处理含强间断和强非线性的热扩散问题,计算结果保持较高的精度,适合于辐射流体力学问题的模拟。

关键词：惯性约束聚变扩散方程支撑算子格式强间断强非线性

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

四阶特征值问题强间断有限元逼近方法

郑州大学学报（自然科学版） 2000年第1期32卷 7-11页

作者：石东洋李清善郑州大学系统科学与数学系郑州450052 郑州大学学报编辑部郑州450052

以 Bergan元为例 ,讨论了四阶特征值问题强间断有限元的逼近方法 ,得到了最优误差估计 ,改善或弥补了以往文献的结果和不足 .其结论对其它一般的非协调元 (如 Morleg元 ,ACM矩形元 ,拟协调元及广义协调元 )

关键词：强间断误差估计四阶特征值问题有限元逼近法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

一种改进的多介质ALE动量重映算法

北京理工大学学报 2020年第4期40卷 452-460页

作者：王成栗皓李涛贾祖朋北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

传统多介质任意拉格朗日欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)方法在解决强间断、大变形等问题时,采用现有的重分重映算法进行计算会出现耗散现象.在计算过程中,为保证计算结果的可靠性并提高算法的鲁棒性,往往需要多次的重分重映计算,... 详细信息

传统多介质任意拉格朗日欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)方法在解决强间断、大变形等问题时,采用现有的重分重映算法进行计算会出现耗散现象.在计算过程中,为保证计算结果的可靠性并提高算法的鲁棒性,往往需要多次的重分重映计算,导致耗散现象更加严重,甚至出现非物理的计算结果.通过对传统重映算法进行测试和分析研究,发现了重映过程中数值耗散的产生机理,并对传统重映算法进行了改进,使得其在满足质量守恒、动量守恒和能量守恒的基础上,更好地还原重分重映前的物理场空间分布,从而提高了重映算法的计算精度和计算结果的可靠性,有效解决流体力学中强间断、高密度比、高压力比和强冲击等问题.

关键词：动量重映 ALE算法多介质计算强间断

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

对流扩散方程的一种新间断有限元解法

水动力学研究与进展（A辑） 2014年第3期29卷 267-273页

作者：朱怡万德成黄文华上海交通大学海洋工程国家重点实验室船舶海洋与建筑工程学院上海200240 湖州师范学院理学院湖州313000

该文采用标准迎风格式离散对流项,结合Bassi和Rebay提出的高效格式离散拉普拉斯算子,构建了求解对流扩散方程的一种新的间断有限元方法。数值计算的结果表明:该方法对网格类型的依赖度较小并且精度比较高,可以使用高阶插值函数得到比较... 详细信息

该文采用标准迎风格式离散对流项,结合Bassi和Rebay提出的高效格式离散拉普拉斯算子,构建了求解对流扩散方程的一种新的间断有限元方法。数值计算的结果表明:该方法对网格类型的依赖度较小并且精度比较高,可以使用高阶插值函数得到比较精确的结果;该方法数值耗散较小,对于强对流和强间断性的问题,可以得到很好的结果。

关键词：对流扩散方程间断有限元方法高阶插值函数强间断

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

FCT方法在爆炸冲击波中的应用研究

FCT方法在爆炸冲击波中的应用研究

作者：郑鹏武汉理工大学

学位级别：硕士

随着国家科学技术的快速发展,炸药在国防、建筑和生活等领域的应用越来越广泛,爆炸冲击波作为炸药所引起的主要效应,其传播规律的研究显得极其重要。早在诺贝尔发明炸药的时候,人们就开始研究炸药所引起的一系列现象,爆炸冲击波作为动... 详细信息

随着国家科学技术的快速发展,炸药在国防、建筑和生活等领域的应用越来越广泛,爆炸冲击波作为炸药所引起的主要效应,其传播规律的研究显得极其重要。早在诺贝尔发明炸药的时候,人们就开始研究炸药所引起的一系列现象,爆炸冲击波作为动力荷载直接作用在结构物上,会引起结构物的剧烈振动和损伤,甚至超过结构物的极限承载能力发生而倒塌等非常严重的灾难。虽然很多学者对爆炸冲击波传播问题进行了深入的研究,但在爆炸初期爆炸产物和冲击波相互作用,使得冲击波传播变得非常复杂,这对爆炸冲击波的模拟研究带来了很大的困难。总的来说对爆炸冲击波的研究主要有理论分析、实验、数值仿真三种方法,人们一般利用实验及物理现象来研究其传播规律,但耗资巨大且受实验条件的限制,并且得到的实验数据非常有限。随着计算机的发展及有限元理论的普及,利用商业有限元软件来模拟爆炸冲击波的传播成为可能。现有的很多商业软件有LS DYNA﹑AUTODYN等,研究成本低且能够得到广泛的数据,但在计算的过程中这些软件引入了人工粘性技术来处理冲击波的强间断,由于人为抹平冲击波阵面,故使计算的压力峰值产生很大的误差,从而不能真实的反映爆炸冲击波的传播过程。 FCT（简称通量修正输运法）方法是一种高阶的计算方法,它在计算连续性方程时,通过添加限制耗散通量的方法,很好的处理强间断区域的解析解问题且无数值振荡。本文在研究FCT方法原理的基础上,通过泰勒公式展开分析一维方程的耗散项,发现关键参数△t、△x、u之间一定的取值关系能够在原有的FCT方法基础上在空间上提高一阶计算精度。本文用方波的精确解与二阶中心差分方法、FCT方法、新方法进行对比分析,验证了新改进的方法提高了FCT方法的计算精度。然后简单介绍了程序中四个主要子程序的变量及功能,并对边界条件的模拟进行讨论。最后结合爆炸冲击波的控制方程,利用FCT方法对三个方程进行耦合求解实现爆炸冲击波的数值模拟。由于冲击波的强间断特性,一般的高阶算法会产生很大的振荡,所以在计算之前必须对程序的有效性进行验证。由于激波管具有强间断性和精确解,本文用三个不同的激波管算例验证了程序的适用性。根据爆炸冲击波基本原理,对程序的初始参数进行简单的讨论和计算。最后应用计算程序模拟爆炸冲击波的传播,分别从下面三个方面进行分析：（1）对空中自由场的爆炸现象进行模拟,将计算结果与LS DYNA软件计算结果进行对比分析,发现压力时程曲线吻合较好但压力峰值偏大;（2）对结构物在空中爆炸荷载作用下的动态响应进行模拟,将计算结果与实验进行对比,发现程序计算结果与实验测量结果吻合较好,证明程序的有效性。（3）对不同比距离球形炸药爆炸的压力峰值进行模拟,将计算结果与经验公式、LS DYNA软件进行对比分析,发现在近场区域程序计算结果比软件值大但更接近于经验公式预测值,在远场区域三者计算结果基本吻合,验证了程序的适用性。通过上述的研究表明本文的计算程序能够较好的模拟爆炸冲击波的传播,具有一定的应用研究价值。

关键词： FCT 爆炸冲击波数值耗散强间断

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

二维辐射热传导方程的渐近展开方法

吉首大学学报（自然科学版） 2010年第6期31卷 23-26页

作者：刘志清聂存云聂攀任湖南涉外经济学院计算机学部湖南长沙410205

二维辐射热传导方程是具有多尺度、强间断等性质的方程,渐近展开方法是求解这类方程的一种有效的方法,其基本思想是将具有多尺度性质的椭圆型向量问题解耦为若干光滑系数(或单尺度性质)的椭圆型向量问题进行求解.针对二维辐射热传导方... 详细信息

二维辐射热传导方程是具有多尺度、强间断等性质的方程,渐近展开方法是求解这类方程的一种有效的方法,其基本思想是将具有多尺度性质的椭圆型向量问题解耦为若干光滑系数(或单尺度性质)的椭圆型向量问题进行求解.针对二维辐射热传导方程的简化线性模型,设计并分析了基于渐近展开方法的线性有限元方法,并给出了相应的误差估计式.

关键词：二维辐射热传导方程渐近展开方法 Heat Conduction 2-D 性质椭圆型多尺度有限元方法误差估计式向量线性模型问题求解基本思想强间断单尺度系数设计