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计算材料科学中桥域多尺度方法的若干进展 被引量:10
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作者 张征 刘更 +1 位作者 刘天祥 崔俊芝 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期652-658,共7页
材料科学中存在固有的多尺度特性,桥域多尺度方法是在宏观尺度(如连续介质力学)中引入不同的细微观尺度的计算区域,乃至纳米尺度的分子动力学、量子力学计算区域,将不同尺度的研究方法通过一定的数学模型耦合在一起。该方法既能节约计... 材料科学中存在固有的多尺度特性,桥域多尺度方法是在宏观尺度(如连续介质力学)中引入不同的细微观尺度的计算区域,乃至纳米尺度的分子动力学、量子力学计算区域,将不同尺度的研究方法通过一定的数学模型耦合在一起。该方法既能节约计算成本,又能保证所研究问题的物理特性。本文对多尺度方法的基本概念、跨尺度桥域多尺度方法的发展、基本原理、耦合方法和离散方程进行了讨论,给出了几个应用算例,并在最后进行了总结,展望了今后的可能发展方向。 展开更多
关键词 多尺度方法 桥域多尺度方法 连续介质力学 分子动力学 量子力学
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周期性复合材料热力耦合性能的多尺度方法 被引量:17
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作者 吴世平 唐绍锋 +1 位作者 梁军 杜善义 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2049-2053,共5页
基于多尺度方法预报了周期性复合材料的热传导系数、弹性模量和热膨胀系数.针对复合材料热力耦合问题,分别引入了细观和宏观两种尺度坐标描述细观单胞的非均匀化构造和宏观均匀化结构,利用小参数摄动展开技术,建立了复合材料内部温度场... 基于多尺度方法预报了周期性复合材料的热传导系数、弹性模量和热膨胀系数.针对复合材料热力耦合问题,分别引入了细观和宏观两种尺度坐标描述细观单胞的非均匀化构造和宏观均匀化结构,利用小参数摄动展开技术,建立了复合材料内部温度场和位移场的多尺度表达式,给出了复合材料有效热传导系数、有效刚度系数和有效热膨胀系数的均匀化方程.利用有限元数值模拟分析了夹杂百分含量、形状、排列方式以及间距的变化对复合材料有效性能的影响. 展开更多
关键词 多尺度方法 复合材料 热力耦合 有效性能 有限元
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基于非均匀化多尺度方法的自组织介质波前愈合效应波场模拟 被引量:5
3
作者 韩颜颜 张忠杰 +3 位作者 梁锴 刘有山 徐涛 滕吉文 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期643-655,共13页
随机介质表征的地球介质自组织性,体现了地球内部复杂介质的统计性特征,对理解地球内部构造和动力学演化有重要的意义.波前愈合效应是自组织介质散射效应的体现,会导致高频近似射线理论的计算走时和真实波场到时有一定的差异.为了研究... 随机介质表征的地球介质自组织性,体现了地球内部复杂介质的统计性特征,对理解地球内部构造和动力学演化有重要的意义.波前愈合效应是自组织介质散射效应的体现,会导致高频近似射线理论的计算走时和真实波场到时有一定的差异.为了研究射线理论在自组织介质中的适应性范围,本文选取高斯型和指数型自相关函数来描述自组织介质,采用非均匀化多尺度方法进行大尺度地球模型的波场模拟.利用互相关方法求取背景速度场与附加自组织介质速度场之间的波场走时差,并与由射线理论得到的走时差进行比较.结果表明,非均匀化多尺度方法在节省计算时间的同时,又可保持计算精度.介质相关长度越小、波长越长且传播距离越远时,波前愈合效应越强.当相关长度a、波长λ以及传播距离L之间满足a/(λL)1/2≤0.5时,波前愈合效应显著,且随着比值减小两者差异增大,波前愈合效应在增加,在该范围内射线理论计算走时的误差较大. 展开更多
关键词 自组织介质 随机介质 非均匀化多尺度方法 波前愈合 波场模拟 射线理论
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沉管隧道多尺度方法与地震响应分析 被引量:8
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作者 禹海涛 宋毅 +2 位作者 李亚东 张劭华 徐磊 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期807-815,共9页
针对目前沉管隧道多质点-弹簧抗震简化分析模型的不足,如无法合理模拟沉管接头的细部构造及力学特征,提出了一种同时表征沉管隧道宏观整体响应和细观接头构造的多尺度分析方法,其中宏观多质点-弹簧-梁耦合模型用于描述沉管隧道结构与地... 针对目前沉管隧道多质点-弹簧抗震简化分析模型的不足,如无法合理模拟沉管接头的细部构造及力学特征,提出了一种同时表征沉管隧道宏观整体响应和细观接头构造的多尺度分析方法,其中宏观多质点-弹簧-梁耦合模型用于描述沉管隧道结构与地层的动力相互作用以及宏观整体地震响应特征,细观精细化模型用于捕捉沉管接头的张合量、剪力键受力等动态演化规律。以广州某沉管隧道为应用实例,建立了相应的地震响应多尺度分析模型,综合考虑地震动输入方向、运营期环境温度变化等工况组合,研究了沉管隧道管节受力、接头变形、剪力键受力等地震响应特性以及关键因素的影响规律。结果表明,地震动输入方向随着与隧道轴向夹角的增加,结构剪力及弯矩明显增大,而轴力及接头变形随之减小,90°输入时峰值轴力的降幅超过了85%,而接头最大张合量仅为0°输入时的17%;环境温度变化对沉管隧道轴向受力及接头变形影响显著,降温导致接头最大张开量增加了约30%,并使隧道出现了接近峰值轴力60%的拉力。 展开更多
关键词 隧道工程 沉管隧道 多尺度方法 地震响应 温度变化
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基于径向基函数的3D散乱数据插值多尺度方法 被引量:5
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作者 杜新伟 杨孝英 梁学章 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1039-1041,共3页
提出一种新的用径向基函数插值3D散乱数据的多尺度方法.对于给定分布在曲面上的散乱数据点,首先通过空间划分形成一个粗糙到完美的分层点集;对于给定的控制误差,先在粗糙层对点集进行插值,再对每个分层上的点集进行插值,将其作为对前一... 提出一种新的用径向基函数插值3D散乱数据的多尺度方法.对于给定分布在曲面上的散乱数据点,首先通过空间划分形成一个粗糙到完美的分层点集;对于给定的控制误差,先在粗糙层对点集进行插值,再对每个分层上的点集进行插值,将其作为对前一层得到的插值函数的弥补.数值试验结果表明,该方法可以利用较少的采样点达到较高的逼近精度,并且算法比较容易实现. 展开更多
关键词 径向基函数 散乱数据 多尺度方法
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Maxwell方程反演的小波多尺度方法 被引量:3
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作者 丁亮 韩波 刘家琦 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2009年第8期970-978,共9页
研究Maxwell方程电导率的识别问题.主要的难点是目标函数中存在一些局部极小值.将小波多尺度方法应用到Maxwell方程反演过程,通过小波变换,反问题被分解到多个尺度上,于是原反问题可以在子一级的尺度上,由大尺度到小尺度逐级求解.在每... 研究Maxwell方程电导率的识别问题.主要的难点是目标函数中存在一些局部极小值.将小波多尺度方法应用到Maxwell方程反演过程,通过小波变换,反问题被分解到多个尺度上,于是原反问题可以在子一级的尺度上,由大尺度到小尺度逐级求解.在每个尺度上我们采用稳定、快速的Gauss-Newton迭代法.数值算例的结果显示了这种方法大范围收敛、计算效率高、结果准确,是一种可行的计算方法. 展开更多
关键词 MAXWELL方程 小波多尺度方法 反演 正则Gauss—Newton方法 时域有限差分(VDTD)方法
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用多尺度方法分析热喷涂层应力 被引量:3
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作者 曹磊 徐广为 沈连婠 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期22-24,共3页
多尺度分析的方法突破了传统均匀化理论的限制,在计算涂层有效性质的基础上,能够进一步分析其微细结构的应力.通过理论分析得到微细结构的控制方程,结合有限元技术,能够精确高效地计算热喷涂层局部微细结构的应力分布.应用均匀化理论结... 多尺度分析的方法突破了传统均匀化理论的限制,在计算涂层有效性质的基础上,能够进一步分析其微细结构的应力.通过理论分析得到微细结构的控制方程,结合有限元技术,能够精确高效地计算热喷涂层局部微细结构的应力分布.应用均匀化理论结合有限元分析估计了Fe-Cr-A l合金热喷涂层的有效性质(弹性模量、导热系数和热膨胀系数),同时研究了微细裂纹对Fe-Cr-A l合金涂层应力的影响,得到了裂纹处的拉应力和热应力分布情况. 展开更多
关键词 多尺度方法 均匀化理论 热喷涂层 Fe—Cr—Al合金 有限元法
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基于多尺度方法的机油冷却器数值模拟 被引量:2
8
作者 苏峰华 冯文营 袁熙 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期112-117,共6页
基于多尺度方法,采用Ansys Fluent模拟机油冷却器的压降及传热性能。为提高仿真精度,根据机油冷却器精细结构模型的仿真数据,提出并建立了任意坐标处散热翅片的热流密度方程。仿真条件分别为热侧速度0.001、0.1、0.2、0.3 m/s,冷侧速度... 基于多尺度方法,采用Ansys Fluent模拟机油冷却器的压降及传热性能。为提高仿真精度,根据机油冷却器精细结构模型的仿真数据,提出并建立了任意坐标处散热翅片的热流密度方程。仿真条件分别为热侧速度0.001、0.1、0.2、0.3 m/s,冷侧速度0.1、0.2、0.3、0.4 m/s。在此基础上,利用精细结构模型数据,计算得到动量源项方程及热流密度方程。在油冷器热侧质量流量分别为0.04、0.08、0.12、0.16 kg/s,冷侧体积流量为5×10-4 m3/s的条件下,对油冷器压降及传热性能进行模拟。结果表明:仿真数据与实验测量数据吻合度较高,相对误差在10%以内。多尺度仿真方法的精度满足一般工程应用需求。 展开更多
关键词 机油冷却器 多尺度方法 热流密度 多孔介质 非热平衡模型
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多尺度方法在微尺度黏着接触中的研究进展 被引量:2
9
作者 黄健萌 黄靖 《中国工程机械学报》 2014年第4期299-305,共7页
在简单介绍微尺度黏着接触理论模型研究的基础上阐述了多尺度计算方法,并详细评述了多尺度方法在微尺度黏着接触中的研究进展.最后对微尺度接触问题中的影响因素以及计算方法可能的研究方向进行了探讨.
关键词 多尺度方法 尺度 黏着接触
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基于多尺度方法的1∶3共振双Hopf分岔分析
10
作者 王万永 陈丽娟 郭静 《郑州大学学报(理学版)》 CAS 北大核心 2016年第3期23-27,共5页
利用改进的多尺度方法对一个电路振子模型1∶3共振附近的动力学行为进行了研究.应用该方法得到了系统的复振幅方程,进而得到一个振幅与相位解耦的三维实振幅系统,通过分析实振幅方程的平衡点个数及其稳定性,将系统共振点附近的动力学行... 利用改进的多尺度方法对一个电路振子模型1∶3共振附近的动力学行为进行了研究.应用该方法得到了系统的复振幅方程,进而得到一个振幅与相位解耦的三维实振幅系统,通过分析实振幅方程的平衡点个数及其稳定性,将系统共振点附近的动力学行为进行分类,发现了双稳态等动力学现象,数值模拟验证了理论结果的正确性. 展开更多
关键词 电路振子 1∶3共振 多尺度方法 分岔
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基于多尺度方法的带颗粒阻尼悬臂梁自由振动半解析分析
11
作者 涂福彬 卜令方 凌道盛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第16期134-139,共6页
被动式颗粒阻尼器原理简单、性能优越,广泛应用于结构减震领域。极端环境容易激起结构的高频振动,颗粒阻尼的非线性特性使得多模态振动的减振特性相互耦合。采用模态综合法分析自由端带集中质量块的悬臂梁、离散单元法模拟颗粒阻尼器中... 被动式颗粒阻尼器原理简单、性能优越,广泛应用于结构减震领域。极端环境容易激起结构的高频振动,颗粒阻尼的非线性特性使得多模态振动的减振特性相互耦合。采用模态综合法分析自由端带集中质量块的悬臂梁、离散单元法模拟颗粒阻尼器中颗粒集的运动,基于多尺度分析的球-墙耦合模型建立了揭示结构多模态振动条件下颗粒阻尼减振机理的半解析分析模型。分析表明,颗粒阻尼器具有良好的减震效果,减振性能受结构振动模态影响很大。与单一模态振动减振性能相比,多阶模态振动同时存在时,低阶模态幅值的衰减出现了滞后,而高阶模态幅值的衰减则明显加快。因此,采用单一模态获得的等效阻尼比不足以表征复杂振动条件下颗粒阻尼器的减振性能。 展开更多
关键词 颗粒阻尼 多尺度方法 带集中质量块悬臂梁 离散单元法 多模态振动
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复合材料耦合热弹性问题的多尺度方法
12
作者 万建军 肖留超 刘鸣放 《暨南大学学报(自然科学与医学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期235-237,共3页
考虑周期复合材料耦合热弹性问题,此问题含有瞬态位移场的动态热弹性方程和瞬态温度场的动态热传导方程,在求解时需考虑动态耦合的温度场和位移场.用构造性的多尺度分析方法定义了周期复合材料瞬态耦合热弹性问题的一阶多尺度渐近解,并... 考虑周期复合材料耦合热弹性问题,此问题含有瞬态位移场的动态热弹性方程和瞬态温度场的动态热传导方程,在求解时需考虑动态耦合的温度场和位移场.用构造性的多尺度分析方法定义了周期复合材料瞬态耦合热弹性问题的一阶多尺度渐近解,并证明了此多尺度渐近解的逼近阶为O(ε). 展开更多
关键词 复合材料 耦合热弹性问题 多尺度方法
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颗粒材料平均场理论的多尺度方法:理论方面
13
作者 刘其鹏 武文华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期879-884,共6页
对基于平均场理论的颗粒材料多尺度方法实施过程中的基本理论问题进行了探讨。公式推导表明,考虑微观颗粒间滚动矩相互作用时宏观需要采用Cosserat类连续体模型。基于平均场理论,给出了离散颗粒表征元等效连续介质应力、偶应力表达式。... 对基于平均场理论的颗粒材料多尺度方法实施过程中的基本理论问题进行了探讨。公式推导表明,考虑微观颗粒间滚动矩相互作用时宏观需要采用Cosserat类连续体模型。基于平均场理论,给出了离散颗粒表征元等效连续介质应力、偶应力表达式。基于Hill-Mandel宏观均质化条件,给出了离散颗粒微结构波动场的边界条件,并且讨论了内部长度尺度参数的选择问题。该工作是颗粒材料多尺度计算的理论部分研究。 展开更多
关键词 颗粒材料 平均场理论 多尺度方法
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求解非定常Navier-Stokes方程的自适应变分多尺度方法 被引量:2
14
作者 穆保英 侯延仁 张运章 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期258-270,共13页
本文基于变分多尺度方法提出了非定常Navier-Stokes方程的一种稳定化方法,并利用一个与实际误差等价的后验误差估计子,结合自适应算法,得到了非定常Navier-Stokes方程的自适应变分多尺度稳定化方法。该方法简单、直观,且易于程序实现。... 本文基于变分多尺度方法提出了非定常Navier-Stokes方程的一种稳定化方法,并利用一个与实际误差等价的后验误差估计子,结合自适应算法,得到了非定常Navier-Stokes方程的自适应变分多尺度稳定化方法。该方法简单、直观,且易于程序实现。数值算例验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 NAVIER-STOKES方程 变分多尺度方法 后验误差估计子 自适应算法
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求解Stokes方程的一种自适应变分多尺度方法 被引量:2
15
作者 吴妍 宋丽娜 侯延仁 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2013年第4期591-602,共12页
针对Stokes方程,本文给出一种新的变分多尺度方法.此方法通过构造特殊投影并采用局部化技巧优化了经典变分多尺度方法.同时,本文对此方法进行了后验误差估计,并给出可靠的后验误差估计子及相应的自适应算法.此自适应变分多尺度方法计算... 针对Stokes方程,本文给出一种新的变分多尺度方法.此方法通过构造特殊投影并采用局部化技巧优化了经典变分多尺度方法.同时,本文对此方法进行了后验误差估计,并给出可靠的后验误差估计子及相应的自适应算法.此自适应变分多尺度方法计算简单且易于程序实现.L型区域问题和方腔流问题的数值结果验证了方法的有效性和稳定性. 展开更多
关键词 STOKES方程 变分多尺度方法 后验误差估计子 自适应算法
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多尺度方法在微/纳接触行为模拟中的应用进展 被引量:2
16
作者 吴聪颖 段芳莉 郭其超 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第15期145-149,共5页
多尺度方法在求解的不同区域采用不同尺度的力学模型,在精确描述材料力学行为的同时,提高了计算效率,是近年来得到较大发展和广泛应用的一种材料计算方法。介绍了跨原子和连续介质多尺度算法的过渡区设计、基本算法,以及影响算法精度的... 多尺度方法在求解的不同区域采用不同尺度的力学模型,在精确描述材料力学行为的同时,提高了计算效率,是近年来得到较大发展和广泛应用的一种材料计算方法。介绍了跨原子和连续介质多尺度算法的过渡区设计、基本算法,以及影响算法精度的主要因素。评述了多尺度方法在微/纳粗糙表面接触行为研究中的应用,在三维多尺度算法中更好地控制温度将提高模拟精度。 展开更多
关键词 多尺度方法 跨原子和连续介质力学 微/纳尺度接触
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基于多尺度方法的复合材料加筋板极限强度分析 被引量:1
17
作者 张晓端 刘斌 +2 位作者 吴卫国 雷加静 魏青 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第2期64-73,共10页
[目的]复合材料内部结构形式多样,深入分析组分材料的损伤机理可为复合材料加筋板的极限强度研究提供基础。[方法]首先,采用多尺度方法,对船用玻璃纤维增强塑料(GFRP)复合材料加筋板进行微观、细观和宏观的力学分析,建立短切毡(CSM)、... [目的]复合材料内部结构形式多样,深入分析组分材料的损伤机理可为复合材料加筋板的极限强度研究提供基础。[方法]首先,采用多尺度方法,对船用玻璃纤维增强塑料(GFRP)复合材料加筋板进行微观、细观和宏观的力学分析,建立短切毡(CSM)、机织粗纱(WR)材料的微观和细观代表性体积单元(RVE)模型;然后,通过微观和细观RVE模型均匀化,获得宏观等效刚度,并采用ABAQUS软件的子程序VUMAT编写复合材料渐进损伤演化模型,分别得到微观和细观模型的损伤演化机理及宏观单层板等效强度。[结果]结果显示,采用多尺度方法可以很好地评估得到复合材料的宏观力学性能;复合材料加筋板的宏观极限强度主要由纤维束的失效决定。[结论]经多尺度分析得到的宏观材料参数可以用于该材料铺层加筋板的极限强度计算,复合材料的细观力学参数化研究可为材料加工工艺影响研究提供分析手段。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强塑料 复合材料 多尺度方法 VUMAT子程序 渐进损伤 极限强度
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小波变换的多尺度方法在边缘检测中的应用 被引量:2
18
作者 崔冰辉 员卫国 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 CSCD 2000年第4期367-370,共4页
提出了一种基于小波变换的多尺度边缘算法 ,与传统的 Guass尺度空间算法相比 ,本算法具有定位准确计算量小的优点 ,并可利用多尺度空间信息 ,识别边缘的特性 ,作为一个例子 ,本文给出了一个实验 .
关键词 计算机视觉 边缘检测 多尺度方法 小波理论
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多尺度方法在复合材料力学分析中的研究进展 被引量:52
19
作者 郑晓霞 郑锡涛 缑林虎 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期41-56,共16页
简要介绍了多尺度方法的分类及各自的适用范围,重点阐述了主要的多尺度分析方法——均匀化理论,详细论述了多尺度分析方法在纤维增强复合材料弹性、黏弹性、塑性、失效退化、热力学等力学性能中的研究进展,最后对多尺度分析方法的前景... 简要介绍了多尺度方法的分类及各自的适用范围,重点阐述了主要的多尺度分析方法——均匀化理论,详细论述了多尺度分析方法在纤维增强复合材料弹性、黏弹性、塑性、失效退化、热力学等力学性能中的研究进展,最后对多尺度分析方法的前景进行了展望. 展开更多
关键词 多尺度分析方法 复合材料 力学性能 细观力学 均匀化理论
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离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用 被引量:15
20
作者 唐志平 胥建龙 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期591-596,共6页
在深入研究复杂结构和非均质材料冲击响应和破坏机理的过程中,往往遇到多尺度计算问题。本文尝试建立三维离散元与壳体有限元结合的多尺度方法用于处理圆柱壳问题,该方法采用三维离散元对感兴趣的局域进行局部模拟,利用平板壳体有限元... 在深入研究复杂结构和非均质材料冲击响应和破坏机理的过程中,往往遇到多尺度计算问题。本文尝试建立三维离散元与壳体有限元结合的多尺度方法用于处理圆柱壳问题,该方法采用三维离散元对感兴趣的局域进行局部模拟,利用平板壳体有限元进行整体模拟,采用一种特殊的过渡层使离散元区和有限元区能很好的衔接。我们将这一方法应用于激光辐照下充压柱壳的热/力耦合冲击破坏响应,得到的模拟结果与文献报道有较好的吻合。 展开更多
关键词 离散元 壳体有限元 多尺度计算方法 激光辐照
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