基于STL快速重构平面有限元网格边界

根据平面有限元网格中边界的特点,利用C++标准模板库(STL)中set、map等容器的数据访问特性,用set分析识别出网格边界,用map将散乱的边界连成环线,建立了识别边界且形成边界环线的快速算法,实现了基于平面有限元网格数据重构网格边界的目的。示例演示了算法的可行性。     

三维波浪作用下大直径圆柱绕流的数值模拟

为探讨三维波浪与结构物的相互作用,以两相流概念、大涡模拟的不可压缩粘性流体运动方程和自由水面追踪分段线性近似的流体体积(VOF)法为基础,建立了三维波浪与结构物相互作用的数学模型;对三维波浪作用下大直径圆柱绕流进行了数值模拟,用两步边界定位法和虚拟边界力法确定波浪与结构物接触面.结果表明:大直径圆柱绕流系数的数值计算结果与理论解吻合,所建立的数学模型能够很好地模拟三维波浪与结构物的相互作用.     

暗挖海底隧道地震动水压力响应分析

考虑黏弹性人工边界与流固耦合作用,建立了衬砌结构一土一海水相互作用的力学模型,基于Newmark算法,利用ANSYS有限元软件分析了在不同地震激励和埋深条件下动水压力的影响机理与隧道衬砌的振动响应规律．计算结果表明：在含有竖向分量的地震激励下,动水压力对浅埋海底隧道的内力影响较大,分析时不容忽视;当隧道埋深超过一定值后,结构地震反应变化微小可忽略．同时,针对圆形海底隧道进行的有限元计算结果可为海底隧道的工程抗震设计提供参考．     

赤水河段公路堆积体力学特性及致灾机理研究

针对汛期蓉遵高速土城至赤水段路基地质灾害多发的问题,以K347滑坡为典型实例,通过工程勘察、现场试验、室内试验及数值模拟等手段,查明研究区工程地质条件及滑坡基本特征,掌握堆积体在降雨及干湿循环作用下力学变化特征,总结在降雨及河水位升降影响下的坡体稳定性变化规律。结果表明：含水率的升高及干湿循环次数的增加会导致土体强度发生不同程度的衰减;降雨及河水位升降会引起坡体内部渗流场发生变化,从而影响坡体稳定性;在区域环境长期影响下土体强度持续衰减是滑坡发生的内因,2020年7月初的暴雨导致坡体内部渗流作用达到极值则是滑坡发生的诱因。此类堆积体滑坡在土城至赤水段具有显著代表性,通过该研究可为此类滑坡的防治提供科学支撑。     

高速铁路声屏障插入损失影响因素及规律

为研究声屏障降噪的主要影响因素及规律,基于边界元理论,结合高速列车实测声源识别结果,建立了高速铁路声屏障降噪效果预测模型,研究了包括高速列车不同位置声源、声屏障高度、声屏障截面形状和吸声边界条件对插入损失的影响,并在此基础上提出了对现役声屏障结构的改进方案.研究结果表明,列车声源高度对声屏障插入损失有重要影响,现有2.15 m高声屏障只对车体下方噪声有降噪效果;随着声屏障高度增加,插入损失逐渐增大,声屏障高于6.15 m时,插入损失达到25 dB(A)以上;对于不同截面形式的声屏障,降噪效果从优到劣依次为Y型、倾斜型、T型、外折型、直立型和内折型,其中Y型比直立型插入损失高0.7~1.5 dB(A);对于任一类型声屏障,吸声引起的具体降噪效果与声屏障形式有关,有吸声边界条件的降噪效果要优于"刚性光滑"边界条件,前者与后者相比,其插入损失可提高0.3~6.4 dB(A).      

预测与降低柴油机油底壳辐射噪声方法的研究

介绍了一种针对车用柴油机油底壳辐射噪声预测和降低的方法,通过有限元/边界元法预测油底壳结构的动态特性、频响特性以及辐射声功率级,同时考虑油底壳中润滑油的流固耦合作用,提出在油底壳上布置加强板和使用复合材料的方法降低该油底壳的辐射噪声声功率级。     

舰船腐蚀静电场在海水中的传播规律研究

为了利用舰船腐蚀静电场对舰船实现跟踪和定位,需要了解舰船腐蚀静电场在海水中的传播规律。采用三维边界元法建立潜艇腐蚀静电场模型,研究海水中水平方向、深度方向和斜 45°方向上传播距离对舰船静电场的影响,分析静电场 Ex,Ey 和 Ez 分量在水下 20 m 处水平方向的分布规律和其在 3 个方向上的水下传播规律。仿真结果表明：在水下 20 m 处水平方向上 Ex 和 Ez 关于垂直面对称分布,Ey 关于垂直面反对称分布;在 3 个方向上静电场分量随着距离的增加不断减小,Ex 在 3 个方向上信号强度最大,可作为舰船定位和水中武器的目标信号。     

不同边界条件下道砟沉降及受力状态的离散元模拟研究

为研究边界条件对循环荷载作用下道砟的力学特性的影响,采用三维扫描技术生成真实形状的道砟颗粒,通过离散元方法模拟单轨枕道砟箱试验。引入侧向周期边界与底部文克勒弹性路基边界以更好地模拟道床的真实受力状态,并与刚性边界道砟箱模拟结果进行对比,探讨侧、竖向边界条件对道床沉降的影响。此外,从细观上分析各边界条件及组合下的道床受力状态,对比周期边界与刚性边界下侧边区域颗粒运动的趋势。研究结果表明：相较于刚性墙边界,周期边界与文克勒弹性路基边界下的道砟沉降量增大、道床弹性模量减小。不同于刚性边界的位移约束,周期边界侧边区域颗粒的位移增大,运动方向更分散,局部孔隙率减小,颗粒平均接触数增大,且平均侧向接触力减少了约41%,表明侧向周期边界处道砟颗粒存在咬合作用且运动方向不受限。在刚性墙模型中引入底部文克勒路基边界后,平均侧向接触力增加了19%,但分布范围没有发生明显变化。针对单轨枕试验的边界条件,考虑侧、竖向边界条件可以更好地模拟道砟的真实受力状态。     

双桨船势伴流分数的计算与分析

采用边界元方法对8301双尾船、HS80高速客船以及大径深比FT8601推轮共3艘内河双桨船型的势伴流分数进行了计算,探讨了势伴流占总伴流的比例以及桨盘处势伴流的分布规律,得出了一些初步结论。结果表明双桨船势伴流分数占总伴流分数的比例并不大,因此若用预估单桨船的伴流分数公式来预估双桨船是不可行的。     

船舶艉导管振动性能研究

针对35000吨油轮艉部导管产生裂纹,该文采用有限元法和流体边界元法对舰舶艉部导管进行振动性能预报,并结合振动试验,为减少导管的振动提供了良好的手段。并取得了一定的效果。