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基于背景网格的混凝土细观力学预处理方法

水利学报 2011年第8期42卷 941-948页

作者：秦川郭长青张楚汉清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

为提高混凝土细观力学预处理的效率与骨料投放含量,并适应不同体积、不同骨料含量混凝土的细观数值模拟要求,本文提出了一种新的预处理方法。该方法在骨料投放阶段,首先形成投放区域的背景网格以及对应网格点的状态矩阵,用以进行骨料的... 详细信息

为提高混凝土细观力学预处理的效率与骨料投放含量,并适应不同体积、不同骨料含量混凝土的细观数值模拟要求,本文提出了一种新的预处理方法。该方法在骨料投放阶段,首先形成投放区域的背景网格以及对应网格点的状态矩阵,用以进行骨料的投放定位以及骨料间相互侵入的判定,提高了投放的效率和骨料含量;其次,在细观有限元剖分阶段,利用已有的背景网格状态矩阵完成混凝土细观三相介质的坐标生成,简化了预处理过程。同时,采用分级配随机投放的方式,可保证投放的随机性以及级配分布的合理性。实例证明,该方法实现的二维投放骨料含量可达到80%,三维可达到60%,为细观混凝土数值模拟的预处理提供了一种有力的工具。

关键词：混凝土细观力学随机骨料模型背景网格骨料投放方法细观有限元筛分

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基于背景网格的混合网格变形方法

振动工程学报 2011年第5期24卷 473-481页

作者：郑冠男杨国伟中国科学院力学研究所高温气体动力学重点实验室北京100190

混合网格已广泛应用于复杂外形的粘性流动模拟,能否将其推广应用于气动弹性研究,混合网格的变形方法成为主要问题。发展了一种混合网格变形方法,即生成一套非结构四面体背景网格,采用弹簧网络法进行背景网格变形,在背景网格与流场计算的... 详细信息

混合网格已广泛应用于复杂外形的粘性流动模拟,能否将其推广应用于气动弹性研究,混合网格的变形方法成为主要问题。发展了一种混合网格变形方法,即生成一套非结构四面体背景网格,采用弹簧网络法进行背景网格变形,在背景网格与流场计算的CFD网格之间建立一种快速的代数插值方法,获得流场计算的混合网格变形。由于背景网格仅用于网格变形,不参与流场计算,物面网格可以与流场计算网格不一致,大大减少网格数量,提高弹簧网络法的变形能力和计算效率,进而提升流场计算混合网格的变形能力和计算效率。对于复杂外形流场网格和背景网格在物面的不一致可能造成的覆盖不完全问题,提出了同时生成覆盖流体域和固体域的多套非结构背景网格的方法,保证复杂外形计算时混合网格的高质量变形。由于背景网格采用全三维的线弹簧加扭转弹簧的动网格变形方法,大大提高了大变形的网格变形能力。首先以M 6机翼的非结构和混合网格变形为例,与已有方法比较,验证本文方法的有效性;其次运用于三维转动、平动、弯曲变形等典型工况,说明方法对大变形的实用性;最后运用于气动弹性标模和机翼带外挂导弹的复杂外形的颤振特性计算,说明其处理复杂工程问题的能力。

关键词：动网格方法背景网格弹簧网络法代数插值气动弹性

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结合背景网格的点球弹簧修匀法网格变形

计算机辅助设计与图形学学报 2020年第9期32卷 1529-1536页

作者：昌继海余飞曹杰关振群大连理工大学工程力学系大连116024

在弹簧类网格变形方法中,点球弹簧修匀法存在收敛较慢的问题.提出一种利用背景网格进行加速收敛的方法.首先在粗化的背景网格上进行变形,然后将粗网格节点的变形结果和细网格边界上的运动节点一起作为初始扰动对细网格进行变形,变形方... 详细信息

在弹簧类网格变形方法中,点球弹簧修匀法存在收敛较慢的问题.提出一种利用背景网格进行加速收敛的方法.首先在粗化的背景网格上进行变形,然后将粗网格节点的变形结果和细网格边界上的运动节点一起作为初始扰动对细网格进行变形,变形方法采用点球弹簧修匀法.算例表明,该方法在求解二维或三维问题时,与点球弹簧修匀法相比,满足收敛条件的迭代步数减少了72%~88%,单步耗时减少了38%~78%.

关键词：背景网格预变形点球弹簧修匀法快速收敛

无网格法中节点非均匀自动布置及背景网格生成

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岩土力学 2007年第1期28卷 201-205页

作者：刘红生杨玉英李晶哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

针对形状复杂的区域,提出了一种基于节点间距函数的非均匀节点自动布置和背景网格的生成算法。该算法对不规则区域适应能力强,节点可任意加密,无需人工干预,且有实现简单、耗时少等特点。这些自动布置的离散节点可直接用于无网格数值计... 详细信息

针对形状复杂的区域,提出了一种基于节点间距函数的非均匀节点自动布置和背景网格的生成算法。该算法对不规则区域适应能力强,节点可任意加密,无需人工干预,且有实现简单、耗时少等特点。这些自动布置的离散节点可直接用于无网格数值计算。用所布置的节点进一步生成背景网格简单易行且高效,生成的背景网格还可直接用来进行后置处理。

关键词：无网格法节点间距函数背景网格数值计算

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非结构化网格生成中背景网格对源的响应

航空学报 2004年第3期25卷 218-220页

作者：王旭赵斌张建邦空军工程大学工程学院飞机教研室陕西西安710038

背景网格对源的响应方法对非结构网格的生成具有重要意义,如果背景网格参数能恰当地反映出源的变化,则所生成的非结构网格就能满足网格设计的要求。将背景网格的三角形单元分为7个子域,根据源在单元中的位置对网格进行局部加密或变形,... 详细信息

背景网格对源的响应方法对非结构网格的生成具有重要意义,如果背景网格参数能恰当地反映出源的变化,则所生成的非结构网格就能满足网格设计的要求。将背景网格的三角形单元分为7个子域,根据源在单元中的位置对网格进行局部加密或变形,使每一个源点都与一个背景网格结点相对应,再通过求解热传导方程,使背景网格参数分布光滑,基本反映网格设计的要求,从而提高了非结构化网格的生成质量。

关键词：背景网格源自动响应阵面推进法非结构网格

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基于背景网格的成形模面等距合理性判断算法

计算机辅助工程 2012年第3期21卷 53-56页

作者：王伟华郑国君郭威哈尔滨理工大学荣成校区材料工程系山东威海264300 大连理工大学汽车工程学院辽宁大连116024 吉林大学材料科学与工程学院长春130022

针对在板材冲压成形CAE仿真分析过程中,等距处理后的网格会出现尖角或自交叉的问题,研究KMAS/One-step的网格等距处理,基于背景网格,实现实用的一次试输入即可判断成形模面等距合理性的算法,并引入二分法得出合理的等距值.该算法大幅提... 详细信息

针对在板材冲压成形CAE仿真分析过程中,等距处理后的网格会出现尖角或自交叉的问题,研究KMAS/One-step的网格等距处理,基于背景网格,实现实用的一次试输入即可判断成形模面等距合理性的算法,并引入二分法得出合理的等距值.该算法大幅提高模拟程序的运行速度,为成形模面的快速、合理等距处理提供可行方案.

关键词：钣金冲压等距背景网格二分法有限元 KMAS

一种高颗粒填充率丁羟推进剂二维细观模型生成方法

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复合材料学报 2019年第10期36卷 2302-2307页

作者：张镇国侯晓郜婕翁琳中国航天科技集团第四研究院第四十一所西安710025 上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620

为了从机制上认识推进剂的宏观力学性能和试验现象,对推进剂开展细观力学研究十分必要,而代表体积单元(RVE)则是细观力学研究中的重要部分。在随机序列吸附(RSA)方法的基础上,提出将投递区域离散为背景网格,再进行二次随机投递,可以生成... 详细信息

为了从机制上认识推进剂的宏观力学性能和试验现象,对推进剂开展细观力学研究十分必要,而代表体积单元(RVE)则是细观力学研究中的重要部分。在随机序列吸附(RSA)方法的基础上,提出将投递区域离散为背景网格,再进行二次随机投递,可以生成80vol%颗粒含量的细观模型,模型生成效率相较于传统RSA方法有所提高。采用Python语言编程,利用ABAQUS的二次开发接口,实现了推进剂RVE模型的快捷生成,并加载周期性边界条件。采用模型生成实例说明了本文方法的有效性,为开展推进剂的细观分析提供了参考依据。

关键词：代表体积单元(RVE)模型细观力学背景网格固体推进剂周期性边界条件

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无网格法计算中一种新的积分点搜索算法

岩石力学与工程学报 2009年第A2期28卷 3659-3665页

作者：刘红生邢忠文杨玉英哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

无网格法计算中常采用背景网格积分法进行数值积分,需判断积分点与分析域的关系,当工程问题域边界较复杂时,虽可采用常用的射线法判断积分点与分析域的关系,但当分析域边界线段处于同一直线时,算法的复杂性大大增加,使其效率不高。为此... 详细信息

无网格法计算中常采用背景网格积分法进行数值积分,需判断积分点与分析域的关系,当工程问题域边界较复杂时,虽可采用常用的射线法判断积分点与分析域的关系,但当分析域边界线段处于同一直线时,算法的复杂性大大增加,使其效率不高。为此,提出采用矩阵法判断积分点与分析域的关系,在此基础上,为加快搜索速度,提出并建立一种新的数据结构——稀疏矩阵,该矩阵中的元素记录各节点的信息,包括节点与其相邻节点的距离、节点编号和节点影响域尺寸等,通过稀疏矩阵可快速计算矩阵的行列式,从而给出一种积分点搜索速度更快的算法。算例表明,该算法大大加快积分点的搜索速度,提高无网格法的计算效率。

关键词：岩土工程无网格法背景网格射线法矩阵法稀疏矩阵

基于复变函数解法的桁材开孔腹板弹性屈曲分析

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船舶力学 2019年第11期23卷 1351-1359页

作者：杨源莫中华唐文勇孙启荣沈亚明南通中远海运川崎船舶工程有限公司江苏南通226005 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

在船体梁总纵弯矩作用下,位于甲板和船底的纵桁承受着较大的轴向压力,而桁材腹板上的开孔将影响腹板结构的屈曲强度。腰圆形是桁材腹板开孔的常见形状,带这种开孔的板格屈曲计算是难以获得弹性屈曲解析解的,目前常用的算法是基于有限元... 详细信息

在船体梁总纵弯矩作用下,位于甲板和船底的纵桁承受着较大的轴向压力,而桁材腹板上的开孔将影响腹板结构的屈曲强度。腰圆形是桁材腹板开孔的常见形状,带这种开孔的板格屈曲计算是难以获得弹性屈曲解析解的,目前常用的算法是基于有限元的特征值屈曲分析。本文综合运用复变函数方法和Ritz法,形成了一种新的计算方法,它可以在较粗的背景网格下得到足够准确的弹性屈曲载荷。通过系统的敏感性计算对比,此方法的可用性得到了验证。

关键词：腰圆形开孔弹性屈曲复变函数背景网格