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高温气冷堆板翅式回热器一维可压缩流动算法
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作者 白一帆 丁铭 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期675-682,709,共9页
为了计算高温气冷堆氦气透平直接循环中板翅式回热器的动态响应过程,本文建立了板翅式回热器的一维可压缩流动模型。采用混合半隐式算法对控制方程进行离散,并提出使用解耦法和半耦合法对流体域和壁面耦合的温度方程进行求解。根据以上... 为了计算高温气冷堆氦气透平直接循环中板翅式回热器的动态响应过程,本文建立了板翅式回热器的一维可压缩流动模型。采用混合半隐式算法对控制方程进行离散,并提出使用解耦法和半耦合法对流体域和壁面耦合的温度方程进行求解。根据以上2种方法计算回热器入口温度阶跃上升算例的结果分析,并模拟分析了回热器在温度、流量、压力和温度-流量复合阶跃扰动下的瞬态变化过程。结果表明:解耦法相对于半耦合法拥有更快的求解速度,且更适于板翅式回热器在直接氦气透平循环回路系统的整体计算。本文方法可模拟板翅式回热器在简单扰动下的温度响应过程,并捕捉不可压缩模型无法计算的压力响应和流量响应,可以用于板翅式回热器在循环系统中的动态性能分析。 展开更多
关键词 高温气冷堆 直接循环 板翅回热器 动态响应 一维可压缩流动模型 混合半隐式算法 数值计算 计算流体力学
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角点型非共轴模型的半隐式应力积分算法及应用 被引量:1
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作者 陈洲泉 陈湘生 +2 位作者 庞小朝 苏栋 林星涛 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期521-529,共9页
针对基于屈服面角点非共轴理论建立的弹塑性本构模型,提出了对应的半隐式应力积分算法。在考虑非共轴项的应力更新方程中,塑性流动方向采用显示表示。构建非共轴塑性流动的Gram-Schmidt正交化过程则是基于已知应力条件定义。根据张量之... 针对基于屈服面角点非共轴理论建立的弹塑性本构模型,提出了对应的半隐式应力积分算法。在考虑非共轴项的应力更新方程中,塑性流动方向采用显示表示。构建非共轴塑性流动的Gram-Schmidt正交化过程则是基于已知应力条件定义。根据张量之间的正交性,进一步简化模型的应力更新方程,再推导该方程的牛顿迭代格式。然后将该算法编写进ABAQUS的材料用户子程序Vumat,将该非共轴模型应用于有限元分析。在Explict分析模块中,分析了不同非共轴模型参数模拟单剪试验和活动门问题的效果,并与共轴模型结果进行了对比。结果显示该半隐式算法收敛性好,强健有效,适用于工程分析。 展开更多
关键词 积分算法 非共轴 弹塑性理论 活动门问题
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适用于弹黏塑性本构模型的修正切面算法 被引量:4
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作者 李舰 蔡国庆 尹振宇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期253-259,共7页
针对弹黏塑性本构模型将原始切面算法进行了修正。该弹黏塑性本构模型结合了修正剑桥模型和过应力理论。首先对弹黏塑性本构模型的应力–应变关系式进行了调整,基于过应力理论给出了动态加载面硬化参数的演化方程。其次,利用切面算法对... 针对弹黏塑性本构模型将原始切面算法进行了修正。该弹黏塑性本构模型结合了修正剑桥模型和过应力理论。首先对弹黏塑性本构模型的应力–应变关系式进行了调整,基于过应力理论给出了动态加载面硬化参数的演化方程。其次,利用切面算法对整理后应力–应变关系式进行了数值实现。在弹性试算过程中,该算法假设黏塑性应变率为常数,以此确保时间增量引起的当前应力点与动态加载面间的偏离。在塑性修正过程中,对动态加载面函数进行泰勒级数展开,依此获得黏塑性应变率增量。再次,提出了一种自动分步方法,有效地稳定了大应变步情况下算法的计算精度和收敛性。最后,对变应变率的固结试验和三轴剪切不排水试验进行了模拟,分析了修正切面算法的计算能力。 展开更多
关键词 黏塑性 本构模型 切面算法 半隐式算法 数值积分
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一种利用绝对最小Lipshitz延拓的医学图像插值算法
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作者 彭进业 郝重阳 齐敏 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第7期798-802,共5页
提出一种基于最小Lipshitz延拓的图像插值半隐式算法,并用医学图像放大实验初步验证了算法的有效性.
关键词 医学图像插值 最小Lipshitz延拓 半隐式算法
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考虑小应变刚度特性的软土边界面模型与应用 被引量:1
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作者 梁发云 郑瀚波 +2 位作者 李林 王如路 闫静雅 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期938-947,共10页
基坑开挖导致周边土体经历复杂的加卸载应力路径,传统的本构模型难以同时反映此过程中土体的超固结和小应变刚度特性。在现有的边界面模型中,引入土体小应变刚度特性,提出软土边界面模型小应变刚度修正方法。基于一种高效的半隐式应力... 基坑开挖导致周边土体经历复杂的加卸载应力路径,传统的本构模型难以同时反映此过程中土体的超固结和小应变刚度特性。在现有的边界面模型中,引入土体小应变刚度特性,提出软土边界面模型小应变刚度修正方法。基于一种高效的半隐式应力更新算法,将改进后的边界面模型采用UMAT子程序二次开发嵌入有限元软件ABAQUS中,并应用于某地铁车站深基坑开挖工程的数值模拟。分析结果表明,采用改进模型准确地反映了上海地区典型土层的小应变状态本构关系和土体的应变刚度相关性;由于改进的边界面模型能够同时反映土体超固结和小应变刚度特性,计算的围护结构变形与现场监测数据吻合较好。 展开更多
关键词 边界面模型 小应变刚度 应力更新算法 深基坑工程
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焊接结构车间焊接气溶胶扩散的数值模拟 被引量:4
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作者 卜智翔 彭志方 +1 位作者 施雨湘 福地信羲 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期43-46,共4页
以焊接结构车间的焊接气溶胶扩散过程为研究对象,应用计算流体力学湍流理论,选择包含浮力项的三维N-S方程以及κ-ε方程模式建立了焊接气溶胶扩散的数学模型。方程组采用SIMPLE(压力连接方程的半隐式)算法求解,求解结果较全面地反映了... 以焊接结构车间的焊接气溶胶扩散过程为研究对象,应用计算流体力学湍流理论,选择包含浮力项的三维N-S方程以及κ-ε方程模式建立了焊接气溶胶扩散的数学模型。方程组采用SIMPLE(压力连接方程的半隐式)算法求解,求解结果较全面地反映了焊接气溶胶随时间、空间变化扩散的规律。通过焊接气溶胶浓度现场实测,模拟值与其浓度分布基本吻合。模拟数值显示焊接气溶胶扩散时首先受热浮力作用上升并在顶部聚集,然后在流场作用下沿顶壁面扩散,同时部分焊接气溶胶向下沉降。存在多个相邻的焊接源时,焊接气溶胶的扩散会形成叠加,导致部分区域的浓度升高。 展开更多
关键词 数值模拟 焊接气溶胶 湍流 压力连接方程的半隐式算法
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氧化沟内水力特性的数值模拟研究 被引量:2
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作者 魏文礼 张泽伟 +1 位作者 吕彬 刘玉玲 《水资源与水工程学报》 2016年第3期143-147,共5页
采用FLUENT6.3.26软件求解气液两相流,VOF(volume of fluid)法捕捉自由液面,气液两相流时均方程的求解应用标准湍流模型,速度与压力耦合方程组的求解应用半隐式算法。分析比较了氧化沟内各测线上流速沿水深方向的变化规律,将模拟结果与... 采用FLUENT6.3.26软件求解气液两相流,VOF(volume of fluid)法捕捉自由液面,气液两相流时均方程的求解应用标准湍流模型,速度与压力耦合方程组的求解应用半隐式算法。分析比较了氧化沟内各测线上流速沿水深方向的变化规律,将模拟结果与实验数据进行比较分析,得出两者有很好的一致性,从而验证了所选数值模型的正确性。为进一步研究氧化沟内部的流场结构和优化氧化沟的体型设计提供了参考依据。 展开更多
关键词 氧化沟 数值模拟 测线流速 半隐式算法 水力特性
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搅拌槽内流体力学特性的数值模拟研究 被引量:1
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作者 魏文礼 李盼盼 +1 位作者 吕彬 刘玉玲 《水资源与水工程学报》 2016年第2期148-151,157,共5页
采用FLUENT6.3.26软件求解气液两相流,自由液面的捕捉采用VOF(volume of fluid)法,辅以标准k-ε湍流模型数值求解气液两相流时均方程,使用了半隐式SIMPLE(Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations)算法求解速度与压力耦合... 采用FLUENT6.3.26软件求解气液两相流,自由液面的捕捉采用VOF(volume of fluid)法,辅以标准k-ε湍流模型数值求解气液两相流时均方程,使用了半隐式SIMPLE(Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations)算法求解速度与压力耦合方程组,旨在研究搅拌槽在搅拌过程中流体流动的力学特性,分析比较了不同水深处的水流沿半径方向的径向速度、切向速度及轴向速度的规律,经过研究和分析发现模拟的速度值与实验值吻合良好,为搅拌槽的设计和运行提供了参考。 展开更多
关键词 搅拌槽 半隐式算法 数值模拟 径向速度 切向速度 轴向速度
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考虑非共轴性的隧道开挖引起的地表沉降数值分析 被引量:4
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作者 陈洲泉 陈湘生 +2 位作者 庞小朝 苏栋 林星涛 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2023年第1期92-101,共10页
为研究与主应力旋转密切相关的土体变形非共轴性对隧道工程数值变形分析结果的影响,采用考虑土体变形非共轴性的本构模型对隧道开挖引起地表沉降的问题开展有限元分析。首先,在考虑双曲硬化法则的Drucker-Prager模型中引入角点型非共轴... 为研究与主应力旋转密切相关的土体变形非共轴性对隧道工程数值变形分析结果的影响,采用考虑土体变形非共轴性的本构模型对隧道开挖引起地表沉降的问题开展有限元分析。首先,在考虑双曲硬化法则的Drucker-Prager模型中引入角点型非共轴流动法则构建非共轴模型;然后,推导该模型的半隐式应力更新算法的理论迭代格式,并编写相应的用户材料子程序UMAT,从而将该模型在ABAQUS/Standard分析模块中进行数值实现;最后,建立平面应变条件的隧道开挖有限元模型,分析考虑非共轴性的主应力旋转对隧道开挖的影响规律。分析结果表明:1)隧道开挖会在隧道腰部发展出2条交叉的塑性带,分析模型中非共轴塑性模量越小,塑性带延伸越远;2)随非共轴模量的减小,开挖面周围土体主应力旋转的区域和程度变大;3)本构模型的非共轴效应越强,隧道开挖引起的最大地表沉降值越大,地表沉降曲线的沉降槽越深;4)隧道收敛变形中,顶部和侧面向隧道内收敛变形的程度会随模型非共轴塑性模量的减小而增大。 展开更多
关键词 非共轴性 土体变形 半隐式算法 隧道开挖 地表沉降
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考虑温度影响的混凝土弹塑性本构模型及其应用 被引量:7
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作者 李亮 姜文华 +1 位作者 吴俊 杜修力 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期280-288,501-502,共10页
基于弹塑性理论的框架,引入热力学中的自由能概念,建立了考虑温度影响的混凝土弹塑性本构模型。假设混凝土为弹塑性解耦材料,通过采用包含温度的自由能函数建立了弹性应力-应变关系的表达式;基于Drucker-Prager强度准则构造屈服函数,以... 基于弹塑性理论的框架,引入热力学中的自由能概念,建立了考虑温度影响的混凝土弹塑性本构模型。假设混凝土为弹塑性解耦材料,通过采用包含温度的自由能函数建立了弹性应力-应变关系的表达式;基于Drucker-Prager强度准则构造屈服函数,以塑性剪应变作为硬化参量,通过在硬化规律中引入温度变量来反映温度对混凝土塑性性质的影响,得到了塑性应力-应变关系的表达式。基于ABAQUS有限元软件平台,应用半隐式回映算法编制了上述弹塑性本构模型的UMAT子程序,完成了该模型的程序实现。通过对C20及C40混凝土单元在不同温度条件下单轴压缩与双轴压缩的数值模拟,并将模拟结果与已有文献试验结果进行了对比,二者符合较好,验证了该模型的正确性。应用该模型模拟混凝土材料的力学特性,开展了不同温度下集中荷载作用的混凝土简支梁及混凝土轴心受压柱力学响应的数值模拟。计算结果表明,随着温度的升高,相同荷载作用下混凝土构件的力学响应逐渐增大,反映了混凝土材料的力学性能随着温度的升高逐渐退化,这符合不同温度条件下混凝土构件力学响应的基本规律。 展开更多
关键词 混凝土 弹塑性 本构模型 温度 回映算法
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基于次加载面理论改进的ALPHA模型及其数值实施 被引量:2
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作者 詹云刚 袁凡凡 栾茂田 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期407-415,共9页
基于次加载面理论对ALPHA模型进行了改进,并在模型中考虑了土体初始各向异性;提出了与模型相适应的半隐式本构积分算法,据此在通用有限元软件ABAQUS平台上开发了相应的用户材料子程序;利用建立的计算程序,对不同排水条件的三轴试验进行... 基于次加载面理论对ALPHA模型进行了改进,并在模型中考虑了土体初始各向异性;提出了与模型相适应的半隐式本构积分算法,据此在通用有限元软件ABAQUS平台上开发了相应的用户材料子程序;利用建立的计算程序,对不同排水条件的三轴试验进行了数值模拟。与已有研究成果对比表明,提出的半隐式本构积分算法,可较好地实现复杂本构模型的数值实施。改进的本构模型克服了修正剑桥模型预测的超固结土峰值强度过高、初始屈服面内假定为弹性变形等缺点,能够较好地描述土体初始屈服面内的的非线性和不可恢复性变形特征;通过变化模型参数,可模拟变形特性较为复杂的土体。 展开更多
关键词 ALPHA模型 次加载面模型 本构积分算法 ABAQUS
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基于非结构网格的斜腔驱动流数值模拟
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作者 丁亮 王彤 谷传纲 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1430-1434,共5页
为了分析大长宽比斜腔驱动流内部的流场结构,编制了基于非结构网格的二维CFD计算程序,主要包括:采用3次样条拟合边界点,使用阵面推进法生成非结构网格;采用Poisson方程解给出的结构化背景网格、Laplacian算子和对角交换技术改善生成网... 为了分析大长宽比斜腔驱动流内部的流场结构,编制了基于非结构网格的二维CFD计算程序,主要包括:采用3次样条拟合边界点,使用阵面推进法生成非结构网格;采用Poisson方程解给出的结构化背景网格、Laplacian算子和对角交换技术改善生成网格的质量;利用同位网格上的压力加权插值算法避免压力速度失耦.通过对比等长宽比斜腔定常问题,验证了程序的有效性,发现在使用网格数仅为已有相关文献中的1/6的情况下,其结果与相关文献较吻合.对具有工业背景的长宽比为2的斜腔内流场进行了数值模拟与相应的分析,结果表明,斜腔驱动流中心线速度受雷诺数的影响较大,而受斜腔角度的影响相对较小;随着斜腔长宽比的增加,流场内的旋涡结构形式变化不大,只是中部旋涡的尺度增加.这些结果将有助于指导工业流动设备中类似结构的设计与加工. 展开更多
关键词 非结构网格 大长宽比斜腔驱动流 阵面推进法 压力耦合算法
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