流体-结构耦合问题的有限元并行计算研究 被引量：8

1

作者 李政 金先龙 亓文果 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期727-732,共6页

流体-结构耦合问题广泛存在于各种工程领域,本文采用ALE显式有限元法求解该类问题,并对该方法的并行性进行讨论。同时根据流体-结构耦合问题与ALE显式有限元的计算特点,在坐标递归分区方法的基础上设计并程序实现了基于流体-结构耦合均... 流体-结构耦合问题广泛存在于各种工程领域,本文采用ALE显式有限元法求解该类问题,并对该方法的并行性进行讨论。同时根据流体-结构耦合问题与ALE显式有限元的计算特点,在坐标递归分区方法的基础上设计并程序实现了基于流体-结构耦合均衡的分区算法。通过与坐标递归分区方法的计算结果相比较,对于流体-结构耦合问题的求解,耦合均衡并行分区方法具有更好的加速比和并行效率。 展开更多

关键词 流体-结构耦合 ALE有限元 显式计算 并行计算 区域分解

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用耦合有限元/边界元方法研究加筋板的声传输 被引量：11

2

作者 黎胜 赵德有 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期364-367,共4页

采用耦合的有限元 /边界元方法 ,建立了考虑流体结构耦合的加筋板结构声传输计算模型 ,并利用该模型计算研究了加筋板的声传输特性。数值计算表明 :结构的传声损失与结构的固有频率和激励频率密切相关 ,避免共振仍是首要的 ;改变板厚或... 采用耦合的有限元 /边界元方法 ,建立了考虑流体结构耦合的加筋板结构声传输计算模型 ,并利用该模型计算研究了加筋板的声传输特性。数值计算表明 :结构的传声损失与结构的固有频率和激励频率密切相关 ,避免共振仍是首要的 ;改变板厚或肋骨惯性矩后 ,由于结构固有频率发生了变化会使得结构传声损失曲线上极小值的位置发生改变 ;当声波从空气经结构向空气中传递时 ,增大板厚或肋骨惯性矩可明显增大结构的传声损失 ;而当声波从空气经结构向水中传递时 ,增大板厚或肋骨惯性矩也增大了结构的传声损失 ,但效果明显不如当声波从空气经结构向空气中传递时显著。 展开更多

关键词 传声损失 有限元法 边界元法 流体-结构耦合 加筋板结构 声传输 振动控制

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车载柔性储液结构动态仿真方法 被引量：2

3

作者 李政 金先龙 +2 位作者 申杰 陈向东 郭磊 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期19-22,26,共5页

车载柔性储液结构与结构内液体的作用为典型的流体-结构耦合问题.采用显式动力软件LS-DYNA,首先通过控制体积法与ALE有限元法相结合的方法间接得到了柔性储液结构的初始状态,然后,采用ALE有限元法实现了大型车载柔性储液结构三维动态仿... 车载柔性储液结构与结构内液体的作用为典型的流体-结构耦合问题.采用显式动力软件LS-DYNA,首先通过控制体积法与ALE有限元法相结合的方法间接得到了柔性储液结构的初始状态,然后,采用ALE有限元法实现了大型车载柔性储液结构三维动态仿真,研究其在制动工况下的动力行为.通过与试验结果相比较,证实该仿真方法的可行性,为该类车载柔性储液结构的设计与整车性能的改进提供了参考依据. 展开更多

关键词 柔性储液结构 任意拉格朗-一欧拉有限元法 控制体积法 流体-结构耦合

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加肋圆柱壳结构的FE-BE算法网格尺度划分原则研究 被引量：3

4

作者 黄振卫 周其斗 +2 位作者 纪刚 孟庆昌 段嘉希 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期147-150,186,共5页

研究结构有限元耦合流体边界元算法(FE-BE算法)中结构湿表面的网格尺度划分原则具有十分重要的意义。以有限长加肋圆柱壳为研究对象,采用波数谱分析方法分离出结构主振型分量(携带能量最多的振动模式)。根据分析结果提出FE-BE算法中结... 研究结构有限元耦合流体边界元算法(FE-BE算法)中结构湿表面的网格尺度划分原则具有十分重要的意义。以有限长加肋圆柱壳为研究对象,采用波数谱分析方法分离出结构主振型分量(携带能量最多的振动模式)。根据分析结果提出FE-BE算法中结构湿表面的网格尺度划分原则,并采用FE-BE算法验证了该原则的有效性。 展开更多

关键词 加肋圆柱壳 结构有限元耦合流体边界元 振动与声辐射 网格尺度

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反应堆吊篮在空气和静水中的振动特性分析 被引量：14

5

作者 鲁丽 杨翊仁 金建明 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期82-85,共4页

采用流体结构耦合方法,用ANSYS程序对反应堆吊篮在空气和静水中的振动特性进行了研究.吊篮结构采用实体建模,流体结构采用fluid80单元模拟,并考虑水的附加质量对吊篮振动特性的影响.结果表明,在不同的约束条件下,吊篮在空气和静水中的... 采用流体结构耦合方法,用ANSYS程序对反应堆吊篮在空气和静水中的振动特性进行了研究.吊篮结构采用实体建模,流体结构采用fluid80单元模拟,并考虑水的附加质量对吊篮振动特性的影响.结果表明,在不同的约束条件下,吊篮在空气和静水中的前几阶固有频率都包含了梁式振动频率和壳式振动频率,环向扭转振动频率和轴向伸缩振动频率为吊篮的高阶频率;吊篮在空气中的振动频率比其在静水中相应的振动频率高. 展开更多

关键词 反应堆 振动频率 吊篮 流体结构耦合 附加质量 流致振动

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水下圆柱壳体固有频率的近似计算分析 被引量：2

6

作者 李新民 张景绘 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期326-331,共6页

水下发射导弹在出、入水以及水下运行过程中,由于流体、水动力以及运动速度的影响,产生附加质量和轴向荷载作用,影响结构振动频率。本文针对水下高速运动结构,给出了流体影响、轴向荷载分别作用以及二者同时作用下,结构频率的固有频率... 水下发射导弹在出、入水以及水下运行过程中,由于流体、水动力以及运动速度的影响,产生附加质量和轴向荷载作用,影响结构振动频率。本文针对水下高速运动结构,给出了流体影响、轴向荷载分别作用以及二者同时作用下,结构频率的固有频率计算方法;并从理论分析、数值模拟和实验研究三个方面对水下的结构的固有频率进行了分析和研究。近似计算表明计算结果具有较好的一致性,而且由于流体和轴向荷载的影响,结构的固有频率有明显下降的趋势,而且对低阶频率影响较大。 展开更多

关键词 水下高速运动结构 流体结构耦合 固有频率 计算分析 模态实验

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水声换能器发射性能的有限元分析 被引量：2

7

作者 杜贻群 张恺 《四川兵工学报》 CAS 2010年第12期8-10,共3页

研究了Tonpilz水声换能器各结构参数对其发射性能的影响。利用流体-结构耦合分析对换能器水中声辐射进行了二维压电耦合场计算。研究了锥形盖板和方形盖板对换能器发射性能的影响,找出了各结构参数对换能器发射性能的影响规律并绘制了... 研究了Tonpilz水声换能器各结构参数对其发射性能的影响。利用流体-结构耦合分析对换能器水中声辐射进行了二维压电耦合场计算。研究了锥形盖板和方形盖板对换能器发射性能的影响,找出了各结构参数对换能器发射性能的影响规律并绘制了不同尺寸下发射电压响应的变化曲线,结果表明,获得优化的结构尺寸使换能器的发送电压响应有了显著提高。 展开更多

关键词 Tonpilz换能器 流体结构耦合 发送电压响应

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红细胞力学特性对血小板近壁运动的影响 被引量：5

8

作者 许菁 王骁龙 +1 位作者 刘筠乔 龚晓波 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期974-981,共8页

采用浸入式边界法,模拟了多个红细胞和血小板在毛细血管内流动过程中的相互影响.通过改变红细胞体积比和红细胞的力学特性,分析了红细胞力学特性对血小板在与内皮细胞发生粘附前的动力学行为的影响机理,包括:红细胞对血小板趋壁效应的影... 采用浸入式边界法,模拟了多个红细胞和血小板在毛细血管内流动过程中的相互影响.通过改变红细胞体积比和红细胞的力学特性,分析了红细胞力学特性对血小板在与内皮细胞发生粘附前的动力学行为的影响机理,包括:红细胞对血小板趋壁效应的影响,血小板在流动过程中的变形情况,并从血小板所受垂直壁向合力的角度深入研究了红细胞和血小板之间的相互作用.数值模拟的结果表明,增加血流中的红细胞体积比,减小了血小板和血管壁之间的距离,增大了血小板的变形,血小板所受垂直壁向合力呈现剧烈波动,两者之间的挤压显著加强;而增大红细胞硬度,使得血小板的离壁距离增大. 展开更多

关键词 血流动力学 流体结构耦合 浸入式边界法 血小板近壁运动

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动网格生成技术 被引量：38

9

作者 史忠军 徐敏 陈士橹 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 2003年第1期61-64,共4页

基于动气动弹性仿真中二维动网格方法的研究,提出了一种三维动网格生成技术,该方法的主要特点是在计算域内利用原有的初始网格进行插值计算来构造新网格。对于流体-结构耦合中每时间步长计算的动网格算法主要考虑网格的稳定性和计算效... 基于动气动弹性仿真中二维动网格方法的研究,提出了一种三维动网格生成技术,该方法的主要特点是在计算域内利用原有的初始网格进行插值计算来构造新网格。对于流体-结构耦合中每时间步长计算的动网格算法主要考虑网格的稳定性和计算效率。最后,选取了二维、三维中一些有代表性的实例进行了演示,结果表明对于变形量不是很大的情形是令人满意的。 展开更多

关键词 动气动弹性仿真 三维动网格生成 计算流体力学 插值计算 流体-结构耦合 计算效率

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柔性储液容器跌落碰撞仿真方法的研究 被引量：5

10

作者 李政 金先龙 陈向东 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第8期72-75,共4页

基于多物质的ALE有限元法,利用罚函数方式实现了两种流体与结构间的耦合作用,并完成了大变形柔性储液容器跌落碰撞过程的三维动态模拟。在分析柔性储液容器碰撞过程力学行为的同时,比较不同装水量对其结果的影响,为该类柔性储液容器结... 基于多物质的ALE有限元法,利用罚函数方式实现了两种流体与结构间的耦合作用,并完成了大变形柔性储液容器跌落碰撞过程的三维动态模拟。在分析柔性储液容器碰撞过程力学行为的同时,比较不同装水量对其结果的影响,为该类柔性储液容器结构的设计提供了重要的参考依据。 展开更多

关键词 柔性容器 ALE有限元法 流体-结构耦合 算子分解法 罚函数法

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静电无阀微泵两种仿真模型的比较研究 被引量：2

11

作者 林谢昭 应济 陈子辰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1943-1947,共5页

为提高无阀微泵性能,分别采用全耦合模型(FCM)和预先定义泵膜位移的模型(PDM)对基于扩散/收缩单元的静电无阀微泵的动态特性进行计算仿真.对泵膜变形形状、泵膜中点位移、泵腔内压力以及进出口处流量等的变化历程进行比较.结果表明:PDM... 为提高无阀微泵性能,分别采用全耦合模型(FCM)和预先定义泵膜位移的模型(PDM)对基于扩散/收缩单元的静电无阀微泵的动态特性进行计算仿真.对泵膜变形形状、泵膜中点位移、泵腔内压力以及进出口处流量等的变化历程进行比较.结果表明:PDM模型计算费用较低,但无法以较高精度近似泵膜变形的动态特性,进而导致错误的瞬态流场结果.要准确仿真微泵的动态特性,必须考虑电-结构-流场之间的相互作用. 展开更多

关键词 静电无阀微泵 静电-结构-流体耦合 MEMSCAD

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汽车P/T灵敏度传递路径分析 被引量：2

12

作者 侯臣元 汪晓虎 +1 位作者 王亮 李建华 《噪声与振动控制》 CSCD 2015年第5期116-120,125,共6页

准确预测车辆内部对发动机力矩输入的声学灵敏度(即P/T)对车辆前期NVH开发具有重要意义,建立详细的整车结构及声腔流体有限元模型,并推导流体—结构耦合有限元方程,进行P/T仿真计算,并在相同边界条件下进行试验。仿真结果与试验值在30 H... 准确预测车辆内部对发动机力矩输入的声学灵敏度(即P/T)对车辆前期NVH开发具有重要意义,建立详细的整车结构及声腔流体有限元模型,并推导流体—结构耦合有限元方程,进行P/T仿真计算,并在相同边界条件下进行试验。仿真结果与试验值在30 Hz^100 Hz有较好一致性,但在10 Hz^30 Hz低于试验值。通过对传递路径中的悬置隔振及动力总成刚体模态进行仿真与试验对比分析,发现悬置低频动刚度特性对P/T灵敏度有较大影响。根据悬置低频动刚度特性调整悬置动刚度,仿真计算与试验值在整个频带即0~100 Hz皆有较好的一致性。仿真与试验结果为车辆开发前期进行车内噪声水平控制提供一定参考。 展开更多

关键词 声学 有限元法 流体-结构耦合 P/T灵敏度 悬置动刚度

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乘用车车轮销轴声学灵敏度仿真与实验分析 被引量：1

13

作者 侯臣元 汪晓虎 +1 位作者 王亮 李凤 《噪声与振动控制》 CSCD 2016年第1期97-100,199,共5页

为分析路面激励引起的车内结构噪声,建立整车结构有限元模型及流体声腔有限元模型;在车轮销轴处施加激励,仿真计算车内对销轴处的声学灵敏度.对仿真结果进行功率叠加,得到车内对销轴处的整体声学灵敏度.该整体声学灵敏度可作为分析路面... 为分析路面激励引起的车内结构噪声,建立整车结构有限元模型及流体声腔有限元模型;在车轮销轴处施加激励,仿真计算车内对销轴处的声学灵敏度.对仿真结果进行功率叠加,得到车内对销轴处的整体声学灵敏度.该整体声学灵敏度可作为分析路面激励引起的车内结构噪声的依据.在同等边界条件下,对有限元计算结果进行试实验验证.通过模态贡献量分析等方法分析车身结构、后悬架等对车轮销轴声学灵敏度的贡献;对0～200 Hz车内结构噪声处理提出相应的建议. 展开更多

关键词 声学 有限元法 流体-结构耦合 车轮销轴 声学灵敏度 模态贡献量分析

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基于幂律分布的浮冰生成方法及船-冰碰撞分析 被引量：2

14

作者 石原赫 刘昆 +1 位作者 俞同强 王加夏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期169-176,共8页

随着北极冰川的不断融化扩散,极地航行船舶与浮冰的碰撞不可避免,而浮冰分布变化是影响船-冰碰撞的重要因素之一。目前对于浮冰分布的研究多是基于图像数据识别,在模拟计算中多简化为规则方形冰块,这与实际浮冰分布与形状有着明显区别... 随着北极冰川的不断融化扩散,极地航行船舶与浮冰的碰撞不可避免,而浮冰分布变化是影响船-冰碰撞的重要因素之一。目前对于浮冰分布的研究多是基于图像数据识别,在模拟计算中多简化为规则方形冰块,这与实际浮冰分布与形状有着明显区别。为此,基于幂律分布理论与浮冰形状特征在ANSYS/LS-DYNA软件中编写子程序生成浮冰场,以此为基础,基于环境边界的流-固耦合法,建立极地航行船舶、浮冰场与流场耦合模型,解决船舶与浮冰漂浮问题,进而开展船-冰碰撞数值仿真计算,得到碰撞过程中浮冰的运动情况、船-冰碰撞载荷、船体损伤变形及各构件的吸能等参数,全面分析了船舶与浮冰多次、连续碰撞过程中的耦合作用规律。本文研究成果可为极地航行船舶安全性设计提供参考。 展开更多

关键词 船-冰碰撞 浮冰概率分布 流体-结构耦合法 数值模拟

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汽车动力总成液压悬置元件特性研究 被引量：1

15

作者 童树波 夏长高 《农机化研究》 北大核心 2003年第4期199-201,共3页

液压悬置具有低频大阻尼、高刚度等特点,可以有效隔离和衰减发动机的怠速振动,降低车内噪声,提高乘坐舒适性。为此,应用流体—结构耦合理论的方法建立了某车动力总成悬置系统的动力学分析模型,并运用Adams软件对其动特性进行了仿真。仿... 液压悬置具有低频大阻尼、高刚度等特点,可以有效隔离和衰减发动机的怠速振动,降低车内噪声,提高乘坐舒适性。为此,应用流体—结构耦合理论的方法建立了某车动力总成悬置系统的动力学分析模型,并运用Adams软件对其动特性进行了仿真。仿真结果与已知实验数据基本吻合,从而证明了该模型建立的正确性。 展开更多

关键词 汽车 动力总成 液压悬置 元件 阻尼 刚度 隔离 衰减 发动机 怠速振动 噪声 流体-结构耦合理论 动力学分析模型 ADAMS软件 仿真 理论研究

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基于MEMS技术的气动式红外探测器的计算机模拟

16

作者 吴峻苗 邹德恕 +1 位作者 徐晨 沈光地 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期416-417,419,共3页

提出了一种可工作于室温环境下、基于MEMS技术的气动式红外探测器,它由束缚于微型腔体内、对特定波段的红外辐射具有吸收作用的气体介质构成。通过气体介质热膨胀引起的弹性薄膜形变,可获得包含红外辐射源信息的信号。建立了符合器件工... 提出了一种可工作于室温环境下、基于MEMS技术的气动式红外探测器,它由束缚于微型腔体内、对特定波段的红外辐射具有吸收作用的气体介质构成。通过气体介质热膨胀引起的弹性薄膜形变,可获得包含红外辐射源信息的信号。建立了符合器件工作机制的物理模型,并通过有限元模型和流体-热-结构耦合模拟获得了微型腔体内气体介质的温度、速度场分布以及弹性薄膜的形变。 展开更多

关键词 微机械 气动式红外探测器 流体-热-结构耦合

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