多域Rankine-Kelvin源法计算浮体水动力方法研究

文章采用无限长无网格圆柱面作为控制面将流体域分为内域与外域,内域使用简单Green函数(Rankine源),外域使用满足自由表面Green函数(Kelvin源),圆柱控制面上的速度势与速度势法向导数采用Laguerre-Fourier级数进行展开。将两种水动力方法的结合既可以保持两种方法的优点又可以减少自由面上网格划分面积且内域只需要计算一次。无限长圆柱绕射势存在解析解,利用该解析解对Laguerre-Fourier级数展开速度势的精度进行验证。采用半球作为浮体,将附加质量与阻尼系数的数值解和解析值进行对比,验证该算法的精度。     

基于扩展有限元法的三维裂纹前缘应力强度因子计算方法

为了准确快速获取含缺陷结构材料裂纹前缘的SIF,本文基于扩展有限元法,分别从收敛性、计算精度以及网格尺寸对计算结果的影响角度出发,通过标准CT试样获取三维裂纹前缘SIF,并与传统的围道积分法和公式解析解的计算结果对比分析,得出基于扩展有限元法所获取的三维裂纹前缘SIF变化规律.结果表明:随着网格尺寸的增加,扩展有限元法...     

基于p型有限元法研究断裂力学问题

本文基于stresscheck,用p型有限元法和围线积分法求解混合型裂纹尖端应力强度因子。p型有限元法精度高、收敛快、自适应能力强。围线积分法基于betti功互等定理,用前者计算的应力场和位移场,沿绕裂纹尖端的围线积分,精确计算出混合型裂纹的应力强度因子。文章分析了积分路径、网格密度、p对解稳健性的影响。并与文献和解析解的结果作了对比,表现了良好的精度和收敛速率。     

渗透介质中波浪传播的二阶Boussinesq水波数值模拟

准确模拟波浪在多孔介质中传播变形对于研究波浪与抛石防波堤等建筑物是十分必要的,在考虑了多孔介质中拖曳阻力和惯性力的基础上,导出一组高阶Boussinesq型水波方程。在常水深情况下对方程进行了理论研究,并将无因次相速度以及衰减率与解析解结果进行了对比。结果显示方程的相速度与解析解吻合程度较好,同时衰减系数也与解析解在不同程度上吻合较好。在非交错网格下,对方程进行了预报-校正的求解模式。利用一维数值模型模拟了孤立波在多孔介质中的传播,与相关实验结果进行了对比,验证了数值模型的合理性,并且对波浪在渗透地形中的传播进行了数值模拟,数值结果与实验结果吻合较好,验证了多孔介质对波浪的影响。     

网格划分方式及密度对有限元模型计算结果的影响

针对某大坝建立部分坝体及基础的有限元模型,通过对比不同网格划分方式和网格密度的数值解。探讨了在有限元模拟计算中网格划分方式和密度对计算结果的影响。     

杂交有限元网格自动生成方法及其应用

本方法基于坐标变换，按保角映射原理，通过Ｌａｐｌａｃｅ方程、Ｐｏｓｓｉｏｎ方程，将实际计算水域变换为规则的矩形域，尔后剖分矩形域，反演出实际水域中的对应网格点，该方法生成网格时，只需给出边界坐标，具有剖分省时、可适应较复杂边界的优点，亦可根据没区域的水流特征，生成不同的有限元网格并可随意进行局部加密。     

基于解析解的GPS伪距量测定位趋近算法

用几何方法,给出了二维、三维测距定位问题解的解析表达式,在此解析解的基础上对GPS测码伪距定位问题提出一种趋近计算方法,并讨论了其收敛性,给出了其收敛的一个充分条件和解析求解中多解的裁决方法.     

月池纵荡和垂荡两种运动模态的数值模拟及验证

利用Fluent软件对矩形月池结构在有/无直墙条件下的强迫振荡运动进行了数值模拟,并将纵荡和垂荡两种模态下不同开口宽度的数值计算结果与解析结果进行了比较。在有/无直墙情况下,当月池作纵荡运动时,无论是数值解还是解析解都表明开口宽度对水动力系数的影响很小;在作垂荡运动时,数值解和解析解都表明底部开口宽度对垂荡运动引起的水动力系数有显著的影响。当不同开口宽度的矩形月池结构在有/无直墙条件下作纵荡或垂荡运动时,数值解和解析解得到的水动力系数随频率变化的趋势一致,但是极值的大小存在差别,数值解极值的绝对值比解析解要小。     

柔性桩复合地基沉降的计算

本文从复合地基的工作机理出发，利用半无限弹性空间中的Ｇｅｄｄｅｓ解和Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ解，求出了复合地基中的竖向附加应力，百而出了复合地基沉降的计算方法。     

耐压圆柱壳开孔采用非对称围壁加强解析解与有限元解对比分析

单壳体水下航行器开孔加强结构由于受到外形限制,往往需采用非对称围壁结构进行加强,传统解析解给出了对称围壁加强的计算方法,但其是否适应于单壳体水下航行器单边加强(加强围壁外伸部分非常短)的结构有待研究。本文针对典型单壳体开孔非对称围壁加强结构,开展解析解分析与有限元仿真分析的对比研究。通过调整非对称围壁相关参数,对比解析解与有限元解的圆柱壳开孔孔边中面周向应力与围壁中面周向应力值,分析围壁不同参数对于孔边应力集中的影响规律,对解析解与有限元解偏差原因进行了探讨,为工程设计提供参考。     

同心球壳-球体系感应磁场的解析解

考虑薄壳体和非薄壳体结构的感应磁场可提高舰艇感应磁场数值建模精度,开发相应的磁场数值程序包时,磁场解析解模型是验证程序包数值准确性的有效手段。同心球壳-球体系模型是验证同时考虑薄壳体和非薄壳体感应磁场数值准确性的理想模型。基于分离变量法推导了该模型感应磁场的解析解,以积分方程法和有限元法为参照,解析解误差均在5%以内,表明了导出解析解表达式的准确性。     

圆球势流绕流的有限元方法

研究利用有限元方法解钝体绕流,利用有限元方法对钝体绕流进行数值编程求解,为简化计算,只求解理想不可压无旋绕流问题,以圆球绕流为研究对象,进行轴对称流动等参数有限元分析,对流场进行不同密度网格划分,比较不同网格密度下圆球绕流场的流线和压力场分布情况。计算结果表明,有限元法可以很好地得出圆球势流场的物理量分布,不同的网格密度对有限元法的求解会产生明显的影响,网格越密求解的流场精度越高,越接近真实的流动情况。     

无限长圆柱屏蔽腔内部磁场的模拟与仿真

采用变分有限元法与软件Ansoft12.0分析研究无限长圆柱屏蔽腔的内部磁场。通过实例,给出变分有限元法的一般解算流程及针对实例的仿真结果。将仿真结果与解析精确解进行对比分析。结果表明,应用有限元法得到的数值解能与解析解基本吻合,对进一步分析不同形状屏蔽腔的内部磁场特性具有参考意义。     

船闸工程引航道墩板式结构的优化设计

给出墩板式结构非线性的优化目标函数和限制函数条件,并通过求解非线性优化方程得到其数值解.为了方便工程应用,采用一些简化条件,推导墩板式结构的优化函数以及解析解,并通过求解验证了这个解析解的精确度.     

槽形胶带机上最大物料横戴面积计算

对槽形胶带机上物料横截面积进行了优化计算，得到了使该横截面积最大时的解析解，根据解析解编制了Excel电子表格计算程序，计算表明，利用本文的结果进行槽形胶带机计算能明显提高散货运输的生产率。     

悬索桥静态弯曲力学性质的理论及实验比较研究

本文对单跨悬索桥在集中荷载、均布荷载作用下的静态弯曲力学性质进行解析理论、有限元计算和实验的比较研究。通过实验测量不同工况下的桥面挠度。论文使用Galerkin法求解了描述悬索桥的竖向弯曲运动的线性微分方程,得到静力作用下的近似解析解。之后,对比研究了有限元数值模拟、实验和近似解析解的数据。结果显示,近似解析解在整体趋势上和实验以及有限元的结果一致。     

舰船在静水中非线性横摇的解析方法

在全面考虑舰船非线性横摇因素的基础上,建立舰船非线性横摇运动的数学模型.再运用非线性振动理论中的多尺度分析法,推导出非线性横摇运动的解析解.最后通过船模试验对建立的数学模型进行参数辨别,并验证推导所得的解析解.     

基于复变函数解法的桁材开孔腹板弹性屈曲分析

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。     

用解析法求有风流情况下的航迹推算

文章介绍了解析法的有关原理,提出用解析法解算有风有流情况下的航迹推算,该方法具有减少误差,提高精度,方便快捷等优点。     

多维空间网格划分在船舶轴系合理校中的应用

本文在多维空间中，求出船舶轴系合理校中可行解集，并进行网格划分，结合挠度曲线和解集空间中的位置等因素，搜索出校中的解。对一条50000吨散货船进行实船计算，得到了满意的结果。