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孤立波对浸没平板作用的二维边界元数值分析

水动力学研究与进展（A辑） 2019年第3期34卷 275-282页

作者：耿添刘桦上海交通大学工程力学系水动力学教育部重点实验室

该文采用二维边界元方法研究孤立波与浸没固定式平板的相互作用,研究相对波高、相对宽长和相对浸没深度对水动力载荷的影响规律。通过孤立波在台阶上传播与分裂及孤立波中平底上浸没固定式平板的波浪载荷等算例,验证了基于势流理论与完... 详细信息

该文采用二维边界元方法研究孤立波与浸没固定式平板的相互作用,研究相对波高、相对宽长和相对浸没深度对水动力载荷的影响规律。通过孤立波在台阶上传播与分裂及孤立波中平底上浸没固定式平板的波浪载荷等算例,验证了基于势流理论与完全非线性自由表面条件的二维边界元计算方法的正确性。系列数值模拟结果表明,孤立波作用下浸没平板的上举力随相对板长的增大而增大,而向下的垂向力增大趋于一常数。与平底情况相比,浸没平板下的斜坡会使得垂向力增大。通过分析波形、流场速度分布以及板表面压强分布等角度分析了水动力载荷的变化机理。

关键词：边界元孤立波浸没平板波浪力斜坡

基于势流边界元方法的水下垂直发射航行体尾空泡振荡影响

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兵工学报 2021年

作者：权晓波尤天庆张晨星王凡瑜孔德才中国运载火箭技术研究院北京宇航系统工程研究所

为研究水下垂直发射航行体尾空泡的瞬态振荡演化特性，及其对航行体流体动力、航行体上游流动的影响，本文基于势流边界元，形成了附着尾空泡航行体流场的瞬态计算方法。通过对垂直向水面运动的尾空泡的瞬态振荡过程开展数值计算，研究... 详细信息

为研究水下垂直发射航行体尾空泡的瞬态振荡演化特性，及其对航行体流体动力、航行体上游流动的影响，本文基于势流边界元，形成了附着尾空泡航行体流场的瞬态计算方法。通过对垂直向水面运动的尾空泡的瞬态振荡过程开展数值计算，研究了尾空泡振荡对上游物面压力、沾湿区阻力以及空泡发展三方面的影响规律。结果表明：尾空泡振荡会引起上游物面压力在随环境静压下降的同时叠加一定幅值的压力波动，压力波动在空间上呈近似指数分布，越接近尾空泡的位置，压力波动越大；尾空泡振荡使得航行体沾湿区的阻力呈现在振荡中逐渐增大的变化趋势；尾空泡的振荡会导致肩空泡发展速度相比无振荡状态减缓，同时泡内压力和末端回射压力峰值偏大。

关键词：势流边界元尾空泡振荡水下发射水下航行体

边界元解析敏度分析在燃烧室壳体构件优化设计中的应用

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热能动力工程 2005年第6期20卷 599-602页

作者：张德欣安伟光刘刚刘磊哈尔滨工程大学航天工程系黑龙江哈尔滨150001

对燃烧室壳体构件进行优化设计,是改善应力集中状况、防止热变形损伤、提高其承载能力的重要措施。在燃烧室壳体构件优化设计中,本文建立了轴对称构件的边界元全解析敏度分析技术,并将该技术与通用的形状优化设计算法相结合,对燃烧室壳... 详细信息

对燃烧室壳体构件进行优化设计,是改善应力集中状况、防止热变形损伤、提高其承载能力的重要措施。在燃烧室壳体构件优化设计中,本文建立了轴对称构件的边界元全解析敏度分析技术,并将该技术与通用的形状优化设计算法相结合,对燃烧室壳体中的某一平面应力下的构件进行形状优化设计。在优化燃烧室壳体构件时,用加权求和法处理该构件的多目标问题,最后获得满意的结果。

关键词：燃烧室壳体轴对称边界元优化设计

边界元方法模拟二维势流问题时角点处处理方法的研究

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固体力学学报 2014年第S1期35卷 125-128页

作者：李传珍闫再友南京航空航天大学空气动力学系南京210016 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116023

研究了用三节点等参曲线单元时边界元方法模拟二维势流问题中角点处法向量不连续的处理方法.该方法的核心思想是在任意一点处速度矢量是唯一确定的且在角点处速度矢量的方向是已知的.该方法的特点是不改变所求解的线性方程组的大小,不... 详细信息

研究了用三节点等参曲线单元时边界元方法模拟二维势流问题中角点处法向量不连续的处理方法.该方法的核心思想是在任意一点处速度矢量是唯一确定的且在角点处速度矢量的方向是已知的.该方法的特点是不改变所求解的线性方程组的大小,不降低计算精度.通过模拟二维平行管道中直匀流绕圆柱的流动验证了该方法的可行性.

关键词：边界元势流尖角

有限元/边界元耦合法计算电磁轨道炮三维瞬态涡流场

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南京理工大学学报 2010年第2期34卷 217-221页

作者：林庆华栗保明南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

针对电磁轨道炮电磁场计算中的无穷远边界问题,该文提出用时域有限元/边界元耦合算法进行电磁轨道炮的三维瞬态涡流场的数值模拟。涡流场的控制方程由矢量磁位和标量电位描述,用有限元法求解满足磁扩散方程的含有导轨与电枢的导体区域,... 详细信息

针对电磁轨道炮电磁场计算中的无穷远边界问题,该文提出用时域有限元/边界元耦合算法进行电磁轨道炮的三维瞬态涡流场的数值模拟。涡流场的控制方程由矢量磁位和标量电位描述,用有限元法求解满足磁扩散方程的含有导轨与电枢的导体区域,用边界元法求解满足拉普拉斯方程的导体以外的区域。耦合边界直接划分在导体表面,不需对边界作特殊处理。该方法消除了对导体周围的空气区域的网格剖分,缩小了计算规模,是一种处理电磁轨道炮电磁场问题的有效方法。

关键词：电磁轨道炮电磁场有限元边界元数值计算

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pFFT快速边界元方法模拟三维声散射

计算力学学报 2012年第6期29卷 901-904页

作者：闫再友高效伟南京航空航天大学空气动力学系南京210016 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

研究了用pFFT快速边界元方法模拟声散射问题的关键技术。采用Burton-Miller方程消除了声学边界元方法中外问题解的不唯一现象。为此,文中研究了采用常量元时该方程中超奇异积分的计算方法。最后,通过对平面声波的刚性圆球声散射的数值模... 详细信息

研究了用pFFT快速边界元方法模拟声散射问题的关键技术。采用Burton-Miller方程消除了声学边界元方法中外问题解的不唯一现象。为此,文中研究了采用常量元时该方程中超奇异积分的计算方法。最后,通过对平面声波的刚性圆球声散射的数值模拟,验证了建立的声学pFFT快速边界元方法。

关键词：边界元 pFFT 声学超奇异积分

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基于边界元法的铁路箱梁结构噪声

沈阳大学学报（自然科学版） 2022年第3期34卷 210-220页

作者：林玉森刘宗礼尹昊田伦王军文石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室河北石家庄050043

为探究桥梁结构的振动噪声,采用有限元与边界元结合的研究方法,通过求解列车载荷作用下桥梁的动力学方程得到其动力响应,将此动力响应作为声波动方程的边界条件求解了场点的声辐射,并探究了桥梁结构噪声的影响参数。研究表明:桥梁声压... 详细信息

为探究桥梁结构的振动噪声,采用有限元与边界元结合的研究方法,通过求解列车载荷作用下桥梁的动力学方程得到其动力响应,将此动力响应作为声波动方程的边界条件求解了场点的声辐射,并探究了桥梁结构噪声的影响参数。研究表明:桥梁声压时程曲线不仅能够体现列车经过的过程,且近场点的声级高于远场点;频谱曲线表明噪声主要集中于低频,随频率增高,声级总体呈现降低趋势;梁体上方声辐射强度大于梁体下方,且随频率增大,声场分布由单指向性变为多指向性;考虑地面反射和提高车辆运行速度可增大场点声辐射强度,优化无砟轨道结构和增大桥梁刚度有助于降低场点声辐射强度,添加肋板对于场点降噪作用较为有限。

关键词：铁路箱梁动力响应边界元结构噪声降噪

激光干涉仪反射镜三维温度场的快速多极边界元分析

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工程力学 2012年第11期29卷 365-369页

作者：高令飞王海涛张鸣朱煜清华大学精密仪器与机械学系北京100084 清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

温差造成光刻机激光干涉仪反射镜热变形,从而影响光刻机的精度。该文将基于二次单元的快速边界元法用于激光干涉仪反射镜的大规模温度场模拟。不连续单元的引入可以有效处理角点问题;新型快速多极算法用于边界元法的加速求解。建立统一... 详细信息

温差造成光刻机激光干涉仪反射镜热变形,从而影响光刻机的精度。该文将基于二次单元的快速边界元法用于激光干涉仪反射镜的大规模温度场模拟。不连续单元的引入可以有效处理角点问题;新型快速多极算法用于边界元法的加速求解。建立统一的二次单元多极展开格式以处理混合边界。数值算例分析了快速多极边界元法的计算精度和效率,并和常规算法比较;使用该算法对激光干涉仪反射镜进行了大规模温度场计算,并和有限元法比较。结果表明:基于二次单元的快速多极边界元法可以高精度求解大规模三维传热问题。

关键词：边界元快速多极二次单元温度场大规模

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非饱和土稳态二维渗流的边界元法研究

水利学报 2015年第S1期46卷 95-100页

作者：雷卫东李清新陈锐哈尔滨工业大学深圳研究生院广东深圳518055

近年来,非饱和土渗流问题,成为了岩土工程的热门研究课题。本文采用边界元法处理非饱和土稳态渗流问题。应用边界元法求解非饱和土渗流水头,推导了二维非饱和土稳态渗流问题的边界积分方程。非饱和土二维边界积分方程,是由线性和非线性... 详细信息

近年来,非饱和土渗流问题,成为了岩土工程的热门研究课题。本文采用边界元法处理非饱和土稳态渗流问题。应用边界元法求解非饱和土渗流水头,推导了二维非饱和土稳态渗流问题的边界积分方程。非饱和土二维边界积分方程,是由线性和非线性方程组成的方程组。对于线性方程组,通过线性方法可以直接求得,对于非线性方程组,却无法求得。本文提出采用了matlab自带的fsolve函数求解边界积分方程中的非线性方程组。计算结果具有良好的稳定性。选取了非饱和单层和双层土渗流问题作为验证算例,检验了边界元方法的正确性。

关键词：稳态渗流边界元非饱和土