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基于任意拉格朗日-欧拉法的盾构刀盘土体切削仿真 被引量：8
1
作者 汤华 金先龙 +1 位作者 丁峻宏 沈建奇 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2177-2181,共5页
针对盾构刀盘切削土体的问题,提出了基于有限元和高性能计算方法的大规模数值模拟方法.建立了盾构和土体的三维分析模型,并且充分考虑到土体的材料非线性,利用动态显示算法进行了基于国产“曙光4000A”高性能计算机的大规模流固耦合分析... 针对盾构刀盘切削土体的问题,提出了基于有限元和高性能计算方法的大规模数值模拟方法.建立了盾构和土体的三维分析模型,并且充分考虑到土体的材料非线性,利用动态显示算法进行了基于国产“曙光4000A”高性能计算机的大规模流固耦合分析.仿真采用任意拉格朗日-欧拉法(ALE),解决了土体大变形造成的有限元单元畸变问题,预测土体-刀具相互作用的过程;将修正的Drucker-Prager塑性土体模型作为土体的非线性有限元模型,其仿真方法和结果可以为未来盾构机的刀盘设计提供参考. 展开更多
关键词 盾构刀盘 土体切削 有限元 任意拉格朗日-欧拉法 大变形问题 高性能计算
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基于任意拉格朗日-欧拉算法的气帘展开数值模拟 被引量：4
2
作者 陆善彬 董丽萍 +2 位作者 陈光 张君媛 杨志超 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期1158-1161,共4页
大多数气囊展开模拟采用均匀压力算法,为了更有效地模拟充气气体与袋体的相互作用,建立了基于任意拉格朗日-欧拉算法(ALE)的气帘仿真模型,详细介绍了ALE模型相关组成部件、参数设置和接触定义方法,并利用LS-DYNA软件对该模型进行了仿真... 大多数气囊展开模拟采用均匀压力算法,为了更有效地模拟充气气体与袋体的相互作用,建立了基于任意拉格朗日-欧拉算法(ALE)的气帘仿真模型,详细介绍了ALE模型相关组成部件、参数设置和接触定义方法,并利用LS-DYNA软件对该模型进行了仿真验证,最后将所建的气帘ALE模型初步应用到某车侧面碰撞仿真中,以考察气帘对乘员的保护作用。 展开更多
关键词 任意拉格朗日-欧拉算法 帘式气囊展开 数值模拟
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一种基于任意拉格朗日-欧拉方法的降落伞充气展开数值模型 被引量：7
3
作者 陈晨 郭琪磊 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第2期801-807,共7页
降落伞充气展开过程是一个典型时变非线性流构耦合问题,大多研究所建立的数值计算模型未考虑织物透气性和初始投放速度的影响。为修正模型,基于任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)方法和动网格技术,考虑织物透气性并预设... 降落伞充气展开过程是一个典型时变非线性流构耦合问题,大多研究所建立的数值计算模型未考虑织物透气性和初始投放速度的影响。为修正模型,基于任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)方法和动网格技术,考虑织物透气性并预设初始投放速度,建立了降落伞充气展开的有限元模型。计算了充气过程中,有限质量情况下C-9伞的开伞力,并与实验数据对比,验证了该模型的正确性与合理性。随后分析了其开伞过程中伞衣应力分布特征与气动减速特性,为降落伞数值建模和结构设计提供一定参考。 展开更多
关键词 任意拉格朗日-欧拉 降落伞 充气展开 有限质量
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基于任意拉格朗日欧拉方法的射流破土仿真分析
4
作者 吴尚华 鲁滢 +3 位作者 武硕 尹原超 张陶 岳前进 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期162-171,共10页
基于任意拉格朗日-欧拉方法对射流破土过程进行仿真分析。以琼州海峡黏土质砂为研究对象,选用MAT-FHWA-SOIL模型建立土体材料本构。运用LS_DYNA软件建立包括射流源、喷嘴、水域及土体的仿真模型,探究射流破土机理。并讨论射流关键参数... 基于任意拉格朗日-欧拉方法对射流破土过程进行仿真分析。以琼州海峡黏土质砂为研究对象,选用MAT-FHWA-SOIL模型建立土体材料本构。运用LS_DYNA软件建立包括射流源、喷嘴、水域及土体的仿真模型,探究射流破土机理。并讨论射流关键参数对破土效果的影响,对射流压力、喷嘴直径、射流靶距进行单因素研究。研究发现在其他射流参数不变的情况下,射流压力增大1倍,最大冲坑深度也增大1倍;土体的冲蚀体积会随着射流压力的增大而增加,与射流时间近似呈线性关系;喷嘴直径从5 cm增大到9 cm时,最大冲坑深度增幅为43%。在20~60 cm之间的射流靶距对清理效果的影响较小。该研究可为海底电缆抢修的射流破土作业过程提供依据。 展开更多
关键词 射流破土 任意拉格朗日-欧拉法 冲坑深度 过程仿真
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ALE有限元法在金属塑性成形领域的研究进展 被引量：9
5
作者 庄新村 赵震 +1 位作者 向华 李从心 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期1-6,共6页
任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE)方法的出现及其在流体力学中的成功应用,使其在固体力学,尤其是金属成形领域受到广泛关注。文章对ALE方法在金属成形领域的应用和发展作了全面的回顾,分析了其中的关键技术、存在... 任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE)方法的出现及其在流体力学中的成功应用,使其在固体力学,尤其是金属成形领域受到广泛关注。文章对ALE方法在金属成形领域的应用和发展作了全面的回顾,分析了其中的关键技术、存在的技术难点以及未来的发展趋势。 展开更多
关键词 任意拉格朗日-欧拉 非线性有限元 金属成形
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基于ALE有限元法的流固耦合强耦合数值模拟 被引量：30
6
作者 何涛 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期395-404,共10页
针对不同流固耦合问题,提出一种基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)有限元技术的分区强耦合算法.运用半隐式特征线分裂算法求解ALE描述下的不可压缩黏性流体Navier-Stokes方程.分别考虑一般平面运动刚体和几何非线性固体,采用复合隐式时间积分... 针对不同流固耦合问题,提出一种基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)有限元技术的分区强耦合算法.运用半隐式特征线分裂算法求解ALE描述下的不可压缩黏性流体Navier-Stokes方程.分别考虑一般平面运动刚体和几何非线性固体,采用复合隐式时间积分法推进结构运动方程,故可选用较大时间步长;进一步应用单元型光滑有限元法求解几何非线性固体大变形,获得更精确结构解且不影响计算效率.运用子块移动技术结合正交-半扭转弹簧近似法高效更新流体动网格;同时将一质量源项引入压力泊松方程满足几何守恒律,无需复杂构造网格速度差分格式.采用简单高效的固定点法配合Aitken动态松弛技术实现各场耦合,可灵活选择先进单场求解技术,具备较好程序模块性.运用本文算法分别模拟了H型桥梁截面颤振问题和均匀管道流内节气阀涡激振动问题.研究表明,数值结果与已有文献数据吻合,计算精度和求解效率均令人满意. 展开更多
关键词 流固耦合 有限元法 任意拉格朗日--欧拉 强耦合
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ALE有限元法在铝型材挤压模具优化设计中的应用 被引量：2
7
作者 丁司懿 周照耀 +1 位作者 潘健怡 曹文炅 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2012年第19期215-218,共4页
采用了导流板保护结构,短分流桥结构和三级焊合室结构,对一工业用铝合金型材挤压模具进行了设计;运用基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)有限元法的专用模块HyperXtrude,模拟了坯料在模具中的稳态挤压过程,并对成形中型材的挤出速度、模具的形... 采用了导流板保护结构,短分流桥结构和三级焊合室结构,对一工业用铝合金型材挤压模具进行了设计;运用基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)有限元法的专用模块HyperXtrude,模拟了坯料在模具中的稳态挤压过程,并对成形中型材的挤出速度、模具的形变与应力情况进行了分析,验证了其设计方案的合理性。探讨了模具优化方案。通过调整工作带长度和芯部壁厚,实现了对金属流动的控制,获得了合格的型材产品。 展开更多
关键词 铝合金挤压 任意拉格朗日-欧拉法 数值模拟 模具优化
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基于S-ALE数值水池的水陆两栖飞机滑行水动响应
8
作者 魏佳庆 彭相富 +3 位作者 吴彬 江婷 王明振 杨扬 《兵工学报》 北大核心 2025年第5期400-412,共13页
水陆两栖飞机在水面滑行过程中会不可避免地会遭受波浪等复杂海况的水动冲击,严重时可能引起机身结构变形破坏,对机体及机乘人员的安全造成威胁。以国产大型水陆两栖飞机为研究对象,采用结构化任意拉格朗日-欧拉(Structured-Arbitrary L... 水陆两栖飞机在水面滑行过程中会不可避免地会遭受波浪等复杂海况的水动冲击,严重时可能引起机身结构变形破坏,对机体及机乘人员的安全造成威胁。以国产大型水陆两栖飞机为研究对象,采用结构化任意拉格朗日-欧拉(Structured-Arbitrary Lagrangian-Eulerian, S-ALE)方法,研究水陆两栖飞机在波浪水面滑行过程中的水动响应问题。建立基于S-ALE和罚函数接触算法的流固耦合模拟方法,采用仿物理推板式造波模式与质量阻尼消波法模拟生成数值波浪水池,分别对平静水面和波浪水面滑行过程中的飞机水动特性和耐波性进行研究。研究结果表明:S-ALE方法可以有效地模拟水陆两栖飞机在水面滑行的动响应过程;波高1.2 m下飞机以19.4 m/s速度稳定滑行时姿态角为7°,对应的谐振波长为机身长度的2~3倍,谐振波长下飞机姿态变化幅度和升沉运动的剧烈程度会显著高于其他波长;飞机机身与波长比值为1、波高为1.8 m时垂向过载不断变大,1.2 m波高环境下逐渐收敛,波高的变化对纵摇和质心位置升沉规律影响不大。 展开更多
关键词 水陆两栖飞机 数值造波 结构化任意欧拉-拉格朗日方法 耐波性 流固耦合
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基于ALE-ANCF方法的卷曲展开机构动力学建模与分析
9
作者 黄斐 袁婷婷 刘锦阳 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期131-142,共12页
针对含复杂的多区域接触的卷曲展开机构,该研究将其简化为带刚性转盘的变长度柔性构件,建立多体系统动力学模型,以实现高效仿真。首先,基于任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对变长度梁进行建模;然后,将复杂接触问题简化为移动边... 针对含复杂的多区域接触的卷曲展开机构,该研究将其简化为带刚性转盘的变长度柔性构件,建立多体系统动力学模型,以实现高效仿真。首先,基于任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对变长度梁进行建模;然后,将复杂接触问题简化为移动边界的约束关系,给出一种增删节点处理方法,有效解决了单元长度变化引起的奇异和精度问题,在此基础上建立了刚-柔耦合多体系统的动力学模型,用隐式算法实现了动力学方程的数值求解。通过滑绳和动滑轮算例验证了建模方法的有效性;最后,建立了卷曲机构充气展开系统的简化动力学模型,该模型采用任意拉格朗日-欧拉法移动网格实时跟踪卷曲机构的位置,精准捕捉移动边界点,从而高效确定接触行为。分析了气压力与黏附力对展开动力学特性的影响,通过控制黏附力分布,实现了卷曲机构的匀速展开,对工程实际具有参考价值。 展开更多
关键词 变长度梁 任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法 卷曲展开机构 动力学建模 移动边界约束方程
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连续运行车辆-轨道垂向耦合动力学的时变分析法
10
作者 杨蔡进 《力学学报》 北大核心 2025年第3期740-754,共15页
随着运行速度的提升,高速列车与服役结构及环境的耦合作用显著加剧,并且上述耦合作用表现在车辆运动的全过程.考虑实际的运行环境,建立精细的车辆-轨道耦合动力学模型,开展更为精确的服役模拟是当前研究热点,但面临许多挑战,例如车辆与... 随着运行速度的提升,高速列车与服役结构及环境的耦合作用显著加剧,并且上述耦合作用表现在车辆运动的全过程.考虑实际的运行环境,建立精细的车辆-轨道耦合动力学模型,开展更为精确的服役模拟是当前研究热点,但面临许多挑战,例如车辆与长大轨道结构耦合动力学建模难题.现代高速列车短时间内就能在轨运行至数百公里的距离,经典的理论方法采用了拉格朗日方式描述系统的运动和变形,限定系统的力学研究对象固定不变,往往需要针对全部长度的轨道结构进行建模,计算分析效率亟需提高.围绕高速轨道交通领域内关键基础力学模型问题,基于模型截断的策略,从时变系统动力学角度,构建长距离连续运行车辆-轨道耦合动力学高效建模与分析方法.引入移动控制体描述长大轨道结构在有效振动区域内动力学行为,利用任意拉格朗日-欧拉原理建立移动控制体内截断轨道梁的连续时变动力学模型,基于自适应步长Runge-Kutta-Fehlberg积分策略,通过预处理当前时间步的积分信息,确定预测下一时间步系统响应所需的迭代条件,从而表征控制体内轨道梁下轨枕和道床质量系统的离散时变动力学问题.最后,通过数值算例仿真,分析了车辆-轨道耦合系统的动力学响应,并将计算结果与传统模态叠加法获得结果进行比较,验证了方法的有效性. 展开更多
关键词 高速列车 长大轨道结构 离散/连续时变系统动力学 移动控制体 任意拉格朗日-欧拉原理
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凸齿镇压器与土壤相互作用的三维动态有限元分析 被引量：25
11
作者 佟金 张智泓 +2 位作者 陈东辉 张清珠 马云海 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期48-58,F0003,共12页
为分析凸齿镇压器与土壤的相互作用、预测不同的作业参数对凸齿镇压器作业效果的影响,该文利用有限元方法,在Abaqus软件中建立了凸齿镇压器与土壤相互作用的三维动态有限元模型。该模型在分析过程中使用任意拉格朗日-欧拉方法对网格进... 为分析凸齿镇压器与土壤的相互作用、预测不同的作业参数对凸齿镇压器作业效果的影响,该文利用有限元方法,在Abaqus软件中建立了凸齿镇压器与土壤相互作用的三维动态有限元模型。该模型在分析过程中使用任意拉格朗日-欧拉方法对网格进行自适应划分,以解决土体局部变形引起单元畸变而导致分析中断的问题。根据凸齿镇压器的2种工作模式,对模型设置不同的边界条件,探讨不同载荷对凸齿镇压器沉降量和所需牵引力的影响以及不同沉降量对所需载荷及牵引力的影响。搭建了基于室内土槽的凸齿镇压器牵引试验平台,通过土槽试验对有限元分析结果的有效性进行验证。结果表明,有限元求解的牵引力与实测值相对误差为3.4%,并且有限元分析模型运行结果能准确反映土壤的形貌变化特征;任意拉格朗日-欧拉方法有效解决了单元扭曲导致分析不收敛的问题;在恒定速度下,凸齿镇压器的沉降量和所需水平牵引力随着载荷的增大而增大,同样,沉降量的增大导致了所需载荷和牵引力的增加。该三维有限元模型可用于预测凸齿镇压器工作过程中的所需牵引力和土壤表面微形貌加工的作业效果,可为探索凸齿镇压器与土壤相互作用的机理,对凸齿形状进行改良与优化、以及作业条件与参数的选择提供参考依据。 展开更多
关键词 土壤 有限元方法 镇压器 机具-土壤相互作用 土壤表面微形貌加工 任意拉格朗日-欧拉方法
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U形渡槽水体大幅晃动的ALE有限元模拟 被引量：10
12
作者 吴轶 莫海鸿 杨春 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期90-93,共4页
应用任意拉格朗日—欧拉有限元方法分析大型U形渡槽结构中流体的大幅晃动问题 ;针对不同的水位 ,研究渡槽结构在谐波激励和地震作用下的振动反应 .数值分析表明 ,渡槽结构中水体的晃动具有明显的非线性特征 ,且随着水位的增高 ,水体晃... 应用任意拉格朗日—欧拉有限元方法分析大型U形渡槽结构中流体的大幅晃动问题 ;针对不同的水位 ,研究渡槽结构在谐波激励和地震作用下的振动反应 .数值分析表明 ,渡槽结构中水体的晃动具有明显的非线性特征 ,且随着水位的增高 ,水体晃动的非线性增强 ;同时存在某一水位使得水体的晃动幅度产生突变增大 . 展开更多
关键词 U形渡槽 任意拉格朗日-欧拉法 流固耦合 非线性晃动 水体晃动
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贮液容器跌落冲击的有限元数值模拟研究 被引量：7
13
作者 杨书仪 赵继云 +1 位作者 刘德顺 文泽军 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期44-47,共4页
以塑料容器为研究对象,建立三维有限元模型,运用LS_DYNA程序中的ALE算法解决容器跌落冲击动力学中液体与固体耦合的问题。通过数值仿真,分析跌落角度、跌落高度、容器壁厚以及装水量对贮液容器跌落冲击应力的影响,为贮液容器的耐撞性分... 以塑料容器为研究对象,建立三维有限元模型,运用LS_DYNA程序中的ALE算法解决容器跌落冲击动力学中液体与固体耦合的问题。通过数值仿真,分析跌落角度、跌落高度、容器壁厚以及装水量对贮液容器跌落冲击应力的影响,为贮液容器的耐撞性分析、评估与设计提供理论依据。 展开更多
关键词 贮液容器 跌落冲击 任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法 耐撞性
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预应力硬态切削加工过程的有限元数值模拟研究 被引量：2
14
作者 彭锐涛 唐新姿 +1 位作者 谭援强 马秋成 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期312-315,共4页
基于预应力切削的原理,建立预应力硬态切削42CrMo钢的正交切削热力耦合有限元模型,采用剪切断裂失效准则、单元删除和任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian Eulerian,ALE)方法实现切屑的分离。研究工件材料的本构关系、切屑分离标准... 基于预应力切削的原理,建立预应力硬态切削42CrMo钢的正交切削热力耦合有限元模型,采用剪切断裂失效准则、单元删除和任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian Eulerian,ALE)方法实现切屑的分离。研究工件材料的本构关系、切屑分离标准、刀屑接触面的摩擦模型以及热传导方程等切削模拟中的关键技术,得到不同预应力大小对加工表面残余应力的影响关系;将数值模拟结果与实验数据进行比较,两者具有较好的一致性。 展开更多
关键词 预应力切削 有限元分析 任意拉格朗日-欧拉方法 残余应力
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方形颗粒沉降运动的有限元ALE法直接数值模拟 被引量：2
15
作者 吕红 唐胜利 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期83-90,共8页
采用有限元任意拉格朗日欧拉(ALE)法对方形颗粒在二维垂直通道中的沉降运动进行研究。对不同初始取向角、长宽比以及不同雷诺数情况下单个颗粒的沉降过程进行了数值模拟。结果表明,雷诺数一定时,初始取向角对颗粒沉降过程有很大影响。... 采用有限元任意拉格朗日欧拉(ALE)法对方形颗粒在二维垂直通道中的沉降运动进行研究。对不同初始取向角、长宽比以及不同雷诺数情况下单个颗粒的沉降过程进行了数值模拟。结果表明,雷诺数一定时,初始取向角对颗粒沉降过程有很大影响。初始取向角增大,颗粒的取向角、沉降速度、角速度以及横向漂移速度的振幅都将增大;长宽比对其沉降过程的影响与长宽尺寸有关。但是,无论长宽尺寸是多少,长宽比增大,颗粒最终沉降速度将相应减小;雷诺数对颗粒沉降过程也有很大影响。当雷诺数小于某个临界值时,颗粒最终会稳定沉降;当雷诺数较大时,颗粒的横向漂移和取向角都会出现持久振荡。多个方形颗粒在沉降过程中由于颗粒之间的相互作用,会出现倒'T'形结构,并且随着时间的推移,逐渐趋向于水平位置。 展开更多
关键词 方形颗粒 沉降 任意拉格朗日-欧拉法 直接数值模拟
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基于ALE-FEM-SPH算法的混凝土板在爆炸荷载下响应分析
16
作者 李子玉 丁建国 周广盼 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期773-780,共8页
为了研究爆炸荷载作用下混凝土板的动态响应过程,分析了不同参数对混凝土板破坏特征和动态响应的影响规律。该文采用LS-DYNA软件结合任意拉格朗日-欧拉与有限元模型-光滑粒子流体动力学(ALE-FEM-SPH)算法建立流固耦合有限元模型,基于拉... 为了研究爆炸荷载作用下混凝土板的动态响应过程,分析了不同参数对混凝土板破坏特征和动态响应的影响规律。该文采用LS-DYNA软件结合任意拉格朗日-欧拉与有限元模型-光滑粒子流体动力学(ALE-FEM-SPH)算法建立流固耦合有限元模型,基于拉压、最大主应变共同影响提出了混凝土单元失效准则修正方法,通过数值模拟分析了不同爆炸比例距离、混凝土强度、钢筋强度、配筋率对混凝土板破坏特征和动态响应的影响规律,得到了考虑多因素影响的板跨中位移峰值预测模型。结果表明:随着比例距离由0.538 m/kg^(1/3)减小至0.315 m/kg^(1/3,)板跨中位移峰值增加了177.98%,板破坏程度加剧;根据正交试验极差分析结果,比例距离、钢筋配筋率、混凝土抗压强度及钢筋强度极差值分别为0.31、0.11、0.07及0.04,因此对板跨中位移峰值影响最重要的因素为比例距离。 展开更多
关键词 任意拉格朗日-欧拉 有限元模型 光滑粒子流体动力学 失效准则 混凝土板 爆炸荷载 位移峰值 预测模型
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不同截面肋柱-软尾结构单相流动传热比较
17
作者 谢磊 徐永生 林梅 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1787-1801,共15页
基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法,利用动网格技术和重叠网格技术数值模拟研究了不同Reynolds数、截面形状以及长径比下的肋柱-软尾结构在通道中的双向流固耦合换热问题。模拟工况为:Reynolds数Re=200,275,351;肋柱截面形状:圆形和方形;... 基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法,利用动网格技术和重叠网格技术数值模拟研究了不同Reynolds数、截面形状以及长径比下的肋柱-软尾结构在通道中的双向流固耦合换热问题。模拟工况为:Reynolds数Re=200,275,351;肋柱截面形状:圆形和方形;长径比k=2,3,4。研究表明:Re=275时圆形截面肋柱-软尾结构的流动换热综合能力优于方形截面结构,k=3时圆形截面肋柱-软尾结构的流动换热综合能力最佳,肋柱周围的局部换热能力方形截面结构好于圆形截面结构;k=3时,随着Reynolds数的增大,不同截面形状的肋柱-软尾结构的流动换热综合能力逐渐升高,并且高Reynolds数、高长径比的圆形截面综合流动换热能力最佳;与不加软尾肋柱结构的流动换热能力进行对比发现,对于圆形截面形状的肋柱结构,增加软尾后综合换热能力增大了19.46%。 展开更多
关键词 任意拉格朗日-欧拉方法 动网格 数值模拟 弹性 层流 热流固耦合 强化换热
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基于误差扩展卡尔曼滤波的火箭回收索状态估计
18
作者 宋晓东 孔芝权 +2 位作者 陈彤 周立梁 张欢 《宇航学报》 北大核心 2025年第6期1252-1262,共11页
针对火箭回收索的高维非线性时变柔性特性和强干扰问题,提出了一种基于多体动力学模型和广义-α积分法的误差扩展卡尔曼状态估计器,用于火箭回收索的捕获状态精准估计。基于任意拉格朗日欧拉(ALE)描述的索单元,建立火箭回收索多体动力... 针对火箭回收索的高维非线性时变柔性特性和强干扰问题,提出了一种基于多体动力学模型和广义-α积分法的误差扩展卡尔曼状态估计器,用于火箭回收索的捕获状态精准估计。基于任意拉格朗日欧拉(ALE)描述的索单元,建立火箭回收索多体动力学事件驱动动态模型,给出了时变尾焰冲击作用和动态非物质状态估计点的动态网格直接表达形式,降低了模型规模的同时保证了状态变量的拓扑不变性。对回收索上可能捕获位置和速度进行状态估计,基于误差扩展卡尔曼滤波框架对状态变量和误差变量采用不同的预测更新策略。状态变量采用广义-α积分法在满足约束条件前提下进行一步预测精准计算,误差变量和误差协方差矩阵采用扩展卡尔曼方法进行预测和更新。状态误差更新后再次进行约束违约修正提高估计准确性。仿真分析表明,所提状态估计器在不改造多体动力学模型的前提下,实现了高维非线性时变火箭回收索的高效精准状态估计。 展开更多
关键词 误差扩展卡尔曼滤波 多体动力学模型 状态估计 任意拉格朗日欧拉法 广义-α积分法
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大型矩形渡槽-水耦合体系的动力性能分析 被引量：13
19
作者 吴轶 莫海鸿 杨春 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2004年第4期137-142,共6页
本文把任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法用于分析大型矩形渡槽结构-水耦合体动力性能,并针对不同的水位、不同截面深宽比,研究渡槽结构在谐波激励、地震激励下的振动反应。研究表明,渡槽结构中水体的泼溅具有明显的非线性特征;渡槽中水位对... 本文把任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法用于分析大型矩形渡槽结构-水耦合体动力性能,并针对不同的水位、不同截面深宽比,研究渡槽结构在谐波激励、地震激励下的振动反应。研究表明,渡槽结构中水体的泼溅具有明显的非线性特征;渡槽中水位对耦合体动力特性影响极具规律性,但是随截面深宽比减小,水体振荡的非线性明显增强;渡槽结构截面深宽比选择合理,水体泼溅作用产生的倾覆力矩不会使槽体发生倾覆失稳,但是水体的大幅晃动产生的动水压力对渡槽槽身应力有显著的影响,在渡槽抗震设计中应给予足够重视。 展开更多
关键词 渡槽结构 任意拉格朗日-欧拉(ALE) 流固耦合 动力性能
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大型渡槽-水耦合体系动力特性分析 被引量：8
20
作者 吴轶 莫海鸿 杨春 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期76-81,共6页
以梁式渡槽为工程背景 ,采用任意拉格朗日 -欧拉 (ALE)方法分析大型矩形、U形截面渡槽结构 -水耦合体的动力特性 ,针对不同的水深研究渡槽结构在谐波激励、地震激励下的振动反应及水体对渡槽槽身的作用 .研究结果表明 ,渡槽结构中水体... 以梁式渡槽为工程背景 ,采用任意拉格朗日 -欧拉 (ALE)方法分析大型矩形、U形截面渡槽结构 -水耦合体的动力特性 ,针对不同的水深研究渡槽结构在谐波激励、地震激励下的振动反应及水体对渡槽槽身的作用 .研究结果表明 ,渡槽结构中水体的晃动具有明显的非线性特征 ,在一定的外激励下水体的晃动作用十分显著 ,水体晃动产生的动水压力将改变渡槽槽体中的应力分布 ,但是在渡槽结构截面深宽比合理的情况下 ,渡槽槽体不会发生横向失稳 .对比矩形、U形渡槽 -水耦合体系的动力特性可以发现 ,U形渡槽中水体的晃动幅度一般大于矩形渡槽中水体的晃动幅度 ,这对高排架渡槽结构的性能有显著影响 ,在渡槽抗震设计中应给予足够重视 . 展开更多
关键词 渡槽结构 任意拉格朗日-欧拉 流固耦合 动力性能
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