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时间自适应新方法及其计算效率的有效比较

应用基础与工程科学学报 2016年第4期24卷 741-748页

作者：王智超李彬唐小微大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 扬州工业职业技术学院建工学院江苏扬州225127

为了提高数值计算的效率,针对结构动力时程分析中由时间步长引起的误差,建立了时间步长与相对误差之间的关系式,实现了满足目标误差限的时间步长自动调整,丰富了时间自适应理论研究.针对无法获取解析解的情况,相对于自适应前,采用时间... 详细信息

为了提高数值计算的效率,针对结构动力时程分析中由时间步长引起的误差,建立了时间步长与相对误差之间的关系式,实现了满足目标误差限的时间步长自动调整,丰富了时间自适应理论研究.针对无法获取解析解的情况,相对于自适应前,采用时间自适应新方法后计算效率到底能提高多少的问题,提出了解决方法,并用具有解析解的算例进行了验证,结果显示时间自适应新方法在保证计算精度的同时,节省了60.15%的计算时间,非常有效地提高了计算效率,证实了该方法可以对自适应前后计算效率的提高进行准确有效的比较.

关键词：时间自适应时间步长 Newmark-β法计算效率计算精度

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超声速燃烧流的双时间步计算方法研究

国防科技大学学报 2010年第3期32卷 1-6页

作者：汪洪波孙明波吴海燕王振国国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

发展了模拟非定常超声速燃烧流场的隐式双时间步方法。采用时间分裂法对流动和反应进行解耦处理,流动方程组由双时间步方法求解,内迭代过程采用LU-SGS方法;反应源项方程组通过隐式二阶梯形公式求解。分析了时间分裂格式和时间步长对计... 详细信息

发展了模拟非定常超声速燃烧流场的隐式双时间步方法。采用时间分裂法对流动和反应进行解耦处理,流动方程组由双时间步方法求解,内迭代过程采用LU-SGS方法;反应源项方程组通过隐式二阶梯形公式求解。分析了时间分裂格式和时间步长对计算结果的影响,结果显示:一阶时间精度的分裂格式会略微高估化学效率,应该采用二阶时间精度的分裂格式;时间步长的选取对计算结果影响显著,为了保证解耦算法的计算精度,时间步长应足够小以能够较准确捕捉到主导各种输运过程的大尺度涡团的非定常行为。

关键词：超声速燃烧双时间步法 LU-SGS 时间分裂时间步长

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PDP放电特性二维流体数值模拟的加速方法

东南大学学报（自然科学版） 2005年第5期35卷 678-682页

作者：杨兰兰屠彦王保平东南大学电子工程系南京210096

针对PDP气体放电的流体模型,采用指数方法(Scharfetter-Gummel)和电场半隐格式对新型荫罩式PDP显示单元结构的放电过程进行数值模拟.研究时间步长和空间网格大小的变化对模拟结果的影响和对计算速度的改进,结果表明利用半隐格式求解电... 详细信息

针对PDP气体放电的流体模型,采用指数方法(Scharfetter-Gummel)和电场半隐格式对新型荫罩式PDP显示单元结构的放电过程进行数值模拟.研究时间步长和空间网格大小的变化对模拟结果的影响和对计算速度的改进,结果表明利用半隐格式求解电场可以大大提高时间步长,同时可以在电场变化不显著的方向上粗分网格,从而达到既保证计算精度又提高计算速度的目的.针对新型荫罩式PDP显示单元结构的实例计算结果表明,使用半隐格式求解电场可使计算速度提高80倍左右.同时根据放电单元的结构和放电空间的电场分布,在电场变化不显著的方向粗分网格从5μm增大到20μm,可使计算时间比原来减少80%左右.

关键词：流体模型数值模拟时间步长网格尺寸

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岩石动力学计算中的网格效应及机理研究

兵工学报 2016年第10期37卷 1828-1836页

作者：王海兵张海波田宙欧卓成周刚北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 西北核技术研究所陕西西安710024

岩石动力学计算中,网格尺寸对数值计算结果的可靠性有重要影响。采用数值实验的方法,对岩石爆炸应力波传播数值计算中的网格尺寸效应及其敏感性机理进行了研究。研究结果表明:合适的网格尺寸要根据载荷特征和波传播介质的属性来决定;当... 详细信息

岩石动力学计算中,网格尺寸对数值计算结果的可靠性有重要影响。采用数值实验的方法,对岩石爆炸应力波传播数值计算中的网格尺寸效应及其敏感性机理进行了研究。研究结果表明:合适的网格尺寸要根据载荷特征和波传播介质的属性来决定;当一个载荷波长内的网格数达到16个以上时,计算得到的各物理量的波形和峰值基本趋于稳定;计算还给出了各物理量与网格密度的关系;随着爆心距的增加,物理量对网格尺寸的敏感性降低,其机理是载荷中的高频成分逐渐衰减、载荷的波长变大,模型所需的网格尺寸变大;时间步长系数对计算结果的影响也非常明显,当时间步长系数取0.05时,位移稳态值趋于收敛值。

关键词：兵器科学与技术数值计算网格尺寸时间步长敏感性机理

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基于多线程技术的数字保护实时仿真系统

电力系统保护与控制 2009年第19期37卷 73-76页

作者：杨星星张沛超刘之尧刘正超上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 广东省电力调度中心广东广州510600

一次系统实时数字仿真对仿真步长有着严格的要求,一般为50～60μs。而微机保护等控制系统对仿真步长的要求则低得多,两者相差达一个数量级以上。这给在RTDS上实现保护实时、闭环数字仿真系统带来很大困难。首先介绍了RTDS中控制系统以... 详细信息

一次系统实时数字仿真对仿真步长有着严格的要求,一般为50～60μs。而微机保护等控制系统对仿真步长的要求则低得多,两者相差达一个数量级以上。这给在RTDS上实现保护实时、闭环数字仿真系统带来很大困难。首先介绍了RTDS中控制系统以及用户自定义组件(UDC)的数学模型,分析了实时仿真系统所遇到的问题,指出多线程技术可以解决控制系统采样间隔与仿真步长不一致的问题,从而有效缩短最小时间步长;然后详细介绍了多线程技术的原理以及在RTDS中的实现方法,并开发了基于多线程技术的保护实时数字仿真系统模型;最后以一套纵联保护实时仿真模型为例,在RTDS系统中验证了多线程技术的优越性。

关键词：实时数字仿真系统多线程时间步长继电保护

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等离子体粒子模拟带电粒子推进算法校正

核技术 2005年第4期28卷 269-272页

作者：李永东刘纯亮张殿辉王建国西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室西安710049 西北核技术研究所西安710024

结合带电粒子回旋运动、漂移运动和螺旋-漂移运动三种典型的运动方式,对现有等离子体粒子模拟的粒子推进算法进行了数值试验和误差分析,通过校正差分格式中的回旋系数和半加速系数,得到了一套完整的校正算法。该校正算法不仅提高了计算... 详细信息

结合带电粒子回旋运动、漂移运动和螺旋-漂移运动三种典型的运动方式,对现有等离子体粒子模拟的粒子推进算法进行了数值试验和误差分析,通过校正差分格式中的回旋系数和半加速系数,得到了一套完整的校正算法。该校正算法不仅提高了计算精度,而且在确保数值稳定性的前提下降低了对粒子模拟时间步长的要求,从而显著提高计算效率,特别适用于强磁场大尺寸等离子体器件的模拟。

关键词：等离子体粒子模拟粒子推进时间步长

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移动荷载过桥的精细计算

振动与冲击 2009年第5期28卷 17-21页

作者：余华吴定俊项海帆同济大学桥梁系上海200092

对于作用点位置随时间连续变化的移动荷载,本文采用精细积分法求解桥梁结构动力平衡方程,用Her-mite插值函数模拟节点等效荷载,并推导出常量移动荷载在任意时间步长内的Duhamel积分格式,包括时间步长的开始和结束时刻集中荷载分别在同... 详细信息

对于作用点位置随时间连续变化的移动荷载,本文采用精细积分法求解桥梁结构动力平衡方程,用Her-mite插值函数模拟节点等效荷载,并推导出常量移动荷载在任意时间步长内的Duhamel积分格式,包括时间步长的开始和结束时刻集中荷载分别在同一个单元、相邻单元和不相邻单元三种情况。数值算例表明,即使采用最大时间步长,本文提出的方法仍可求得高精度数值解,与其它数值方法比较具有明显优势。

关键词：精细积分法 Hermite插值移动荷载时间步长 Duhamel积分

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准静态加载条件下的岩石破裂过程动态分析

水利与建筑工程学报 2022年第3期20卷 108-114页

作者：魏炯高富强中煤科工开采研究院有限公司北京100013 煤炭科学研究总院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013

自然界所有的物质都处于由空间和时间构成的四维时空之中,任何力学过程都是与空间和时间相关的过程。但准静态加载条件下的时间维度往往为人们所忽略。文章通过数值计算,解释了准静态力学问题简化为静态问题的合理性,证明了准静态加载... 详细信息

自然界所有的物质都处于由空间和时间构成的四维时空之中,任何力学过程都是与空间和时间相关的过程。但准静态加载条件下的时间维度往往为人们所忽略。文章通过数值计算,解释了准静态力学问题简化为静态问题的合理性,证明了准静态加载条件下动态分析的正确性,讨论了其时间步长的选取原则。研究表明:动力问题和静力问题(准静态问题)具有统一性,在准静态加载条件下选择动态求解器计算是可行的,应力波的传播、透射和反射对计算结果没有影响;在动力计算中,时间步长选取不但与单元尺寸和波速有关,而且与加载速率相关,在准静态加载条件下,选择较大的时间步长依然可以保证计算精度;时间步长对岩石的应力应变曲线和损伤与破裂模式影响较大。为保证岩石应力应变曲线和破裂模式的稳定性和可重复性,时间步长应小于0.03tp。

关键词：岩石力学单轴压缩岩石破裂动力计算时间步长

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用应力路径法分析路堤的稳定性

土木工程学报 1988年第1期21卷 75-84页

作者：曹名葆王德纯上海同济大学辽宁省交通勘测设计院

本文提出用应力路径法分析路堤的稳定性,能考虑路堤逐层筑高时地基土的固结和强度增长的因素。文中给出层状地基下变网格体系、交替方向隐式差分方程的表达式,供计算地基的固结度之用。它与常用的显式差分格式相比,具有绝对稳定、网格... 详细信息

本文提出用应力路径法分析路堤的稳定性,能考虑路堤逐层筑高时地基土的固结和强度增长的因素。文中给出层状地基下变网格体系、交替方向隐式差分方程的表达式,供计算地基的固结度之用。它与常用的显式差分格式相比,具有绝对稳定、网格划分灵活、计算时间省、精度高等优点。文末附有实例分析。

关键词：显式差分格式路堤高度交替方向应力路径隐式差分方程层状地基固结度时间步长地基土孔隙水压力