基于冲蚀流动与动网格耦合的弯管磨损量化研究

1

作者 陈梦 淡娟君 +4 位作者 郭鹏程 张浩 孙龙刚 刘磊 孙帅辉 《水电能源科学》 北大核心 2025年第4期203-207,共5页

长期输送含沙流体的管道因泥沙颗粒冲蚀而导致局部变形、坑蚀甚至裂纹,影响系统运行安全。为量化分析管道磨损深度变化,采用冲蚀-动网格耦合方法,通过数值研究分析90°弯管在运行1、20、40、60 h后的冲蚀变形量。该方法利用自适应... 长期输送含沙流体的管道因泥沙颗粒冲蚀而导致局部变形、坑蚀甚至裂纹,影响系统运行安全。为量化分析管道磨损深度变化,采用冲蚀-动网格耦合方法,通过数值研究分析90°弯管在运行1、20、40、60 h后的冲蚀变形量。该方法利用自适应时间步长内的壁面冲蚀率更新网格位置,从而更精确地量化磨损变形。结果显示,随着时间增加,最大冲蚀率和最大冲蚀深度呈非线性增长。每延长20 h,最大冲蚀深度增加约1 mm,壁面最大冲蚀率缓慢增长,但高冲蚀率区迅速向下游转移。冲蚀60 h后,壁面最大冲蚀率增加1.5倍,最强冲蚀位置向下游偏移8°。此外,弯管最大磨损深度及其位置受颗粒运动速度和撞击角度的影响较大,而受颗粒堆积率的影响较小。研究结果可定量预测壁面的渐进磨损特性,并为管道磨损量化分析提供基础。 展开更多

关键词 冲蚀-动网格耦合 冲蚀深度 冲蚀率 量化分析

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基于网格耦合的数据流异常检测 被引量：7

2

作者 杨杰 张东月 +2 位作者 周丽华 黄皓 丁海燕 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2020年第1期25-35,共11页

基于网格的数据分析方法以网格为单位处理数据,避免了数据对象点对点的计算,极大提高了数据分析的效率。但是,传统基于网格的方法在数据分析过程中独立处理网格,忽略了网格之间的耦合关系,影响了分析的精确度。在应用网格检测数据流异... 基于网格的数据分析方法以网格为单位处理数据,避免了数据对象点对点的计算,极大提高了数据分析的效率。但是,传统基于网格的方法在数据分析过程中独立处理网格,忽略了网格之间的耦合关系,影响了分析的精确度。在应用网格检测数据流异常的过程中不再独立处理网格,而是考虑了网格之间的耦合关系,提出了一种基于网格耦合的数据流异常检测算法GCStream-OD。该算法通过网格耦合精确地表达了数据流对象之间的相关性,并通过剪枝策略提高算法的效率。在5个真实数据集上的实验结果表明,GCStream-OD算法具有较高的异常检测质量和效率。 展开更多

关键词 异常检测 数据流 网格耦合

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基于网格耦合的数据流聚类 被引量：12

3

作者 张东月 周丽华 +1 位作者 吴湘云 赵丽红 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期667-683,共17页

随着越来越多的应用程序产生数据流,数据流聚类分析的研究受到了广泛关注.基于网格的聚类通过将数据流映射到网格结构中形成数据概要,进而对概要进行聚类.这种方法通常具有较高的效率,但是每个网格独立处理,没有考虑网格之间的相互影响... 随着越来越多的应用程序产生数据流,数据流聚类分析的研究受到了广泛关注.基于网格的聚类通过将数据流映射到网格结构中形成数据概要,进而对概要进行聚类.这种方法通常具有较高的效率,但是每个网格独立处理,没有考虑网格之间的相互影响,因此聚类质量有待提高.在聚类过程中不再独立处理网格,而是考虑了网格之间的耦合关系,提出了一种基于网格耦合的数据流聚类算法.网格的耦合更加准确地表达了数据之间的相关性,从而提高了聚类的质量.在合成和真实数据流上的实验结果表明,所提算法具有较高的聚类质量和效率. 展开更多

关键词 数据流 聚类分析 网格耦合 网格结构 聚类质量

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无网格-有限元直接耦合法 被引量：6

4

作者 贾亮 黄其青 殷之平 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期337-341,共5页

基于广义单元概念,发展了一种无网格-有限元耦合的新方法,即无网格-有限元直接耦合法。该方法将有限元、无网格中数值意义上的单元定义为广义单元,利用在每一个单元内假设的形函数来分片地表示全求解域上待求的未知场函数。与其它耦合... 基于广义单元概念,发展了一种无网格-有限元耦合的新方法,即无网格-有限元直接耦合法。该方法将有限元、无网格中数值意义上的单元定义为广义单元,利用在每一个单元内假设的形函数来分片地表示全求解域上待求的未知场函数。与其它耦合方法相比较,该方法既不需要构造过渡区形函数,又不增加额外的计算量。数值算例表明该方法具有效率高、简便实用的特点。 展开更多

关键词 广义单元 形函数 无网格-有限元直接耦合

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二维接触问题的无网格伽辽金-有限元耦合方法 被引量：13

5

作者 刘天祥 刘更 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期499-503,共5页

研究了二维接触问题的无网格伽辽金 -有限元耦合方法。给出了接触问题的数学模型 ,对其中的线性规划法进行深入分析 ,并将它与无网格伽辽金 -有限元耦合方法结合求解接触问题。通过编程对光滑表面圆柱体与刚性平面的弹性接触问题以及粗... 研究了二维接触问题的无网格伽辽金 -有限元耦合方法。给出了接触问题的数学模型 ,对其中的线性规划法进行深入分析 ,并将它与无网格伽辽金 -有限元耦合方法结合求解接触问题。通过编程对光滑表面圆柱体与刚性平面的弹性接触问题以及粗糙表面与刚性平面的弹性 -理想塑性接触进行求解 ,在对无网格区域相关参数研究的基础上 ,指出了用无网格伽辽金 展开更多

关键词 无网格伽辽金-有限元耦合方法 弹性-理想塑性接触 线性规划法

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二维无网格伽辽金—有限元耦合方法的研究 被引量：13

6

作者 刘天祥 刘更 徐华 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期602-607,共6页

论述无网格伽辽金方法 (element freeGalerkinmethod ,EFG)的基本原理———移动最小二乘原理 (movingleast square ,MLS)和EFG方法的位移近似函数 ,给出变分方程及离散方程。对无网格伽辽金—有限元耦合 (EFG FEcoupling)方法进行详细... 论述无网格伽辽金方法 (element freeGalerkinmethod ,EFG)的基本原理———移动最小二乘原理 (movingleast square ,MLS)和EFG方法的位移近似函数 ,给出变分方程及离散方程。对无网格伽辽金—有限元耦合 (EFG FEcoupling)方法进行详细阐述。编制相应程序 ,通过算例表明拉格朗日乘子对强制边界条件的作用及无网格伽辽金方法在权函数参数变化时的收敛特性 。 展开更多

关键词 无网格伽辽金方法 移动最小二乘原理 拉格朗日乘子 无网格伽辽金-有限元耦合

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基于积分弱形式的无网格—有限元法耦合方法研究

7

作者 贾亮 黄其青 +1 位作者 刘进征 王锋 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期274-278,共5页

无网格伽辽金法是基于移动最小二乘法的一种求解偏微分方程非常有效的方法,但是对于一些规模较大的问题,其计算费用较高,将无网格法与有限元耦合可以极大提高求解效率。文中根据D.Hegen提出的基于积分弱形式耦合方法,进一步明确处理耦... 无网格伽辽金法是基于移动最小二乘法的一种求解偏微分方程非常有效的方法,但是对于一些规模较大的问题,其计算费用较高,将无网格法与有限元耦合可以极大提高求解效率。文中根据D.Hegen提出的基于积分弱形式耦合方法,进一步明确处理耦合区域部分的数学、物理意义,有效地引入一个综合控制因子反映权函数的紧支性,并经算例验证方法的正确性及控制因子的有效性。 展开更多

关键词 无网格伽辽金法 无网格-有限元耦合 控制因子

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侧向挤压过程的耦合无网格-有限元法数值模拟 被引量：3

8

作者 刘磊超 董湘怀 李从心 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1424-1428,共5页

应用刚塑性耦合无网格-有限元法,对平面侧向挤压过程进行数值模拟.采用修正的罚函数法约束体积不可压缩条件,避免体积闭锁现象.采用边界奇异核方法,直接、准确地施加本质边界条件.针对侧向挤压工艺的特点,将无网格节点布置在变形剧烈的... 应用刚塑性耦合无网格-有限元法,对平面侧向挤压过程进行数值模拟.采用修正的罚函数法约束体积不可压缩条件,避免体积闭锁现象.采用边界奇异核方法,直接、准确地施加本质边界条件.针对侧向挤压工艺的特点,将无网格节点布置在变形剧烈的区域,充分发挥其处理大变形问题的能力;在变形较小的区域采用有限元单元,利用其较高的计算效率.数值模拟结果表明,该耦合方法对于侧向挤压这类局部成形问题的求解具有良好的效果. 展开更多

关键词 无网格法 耦合无网格有限元法 侧向挤压 数值模拟

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基于冲蚀耦合动网格方法的摇臂式喷灌喷头冲蚀变形数值模拟研究 被引量：2

9

作者 申恒峰 黄剑峰 周传亮 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期209-217,共9页

喷灌喷头长期冲蚀磨损引起的喷嘴结构变形是影响其水力性能的主要原因之一。为了探究喷头的冲蚀变形及变形对其水力性能的影响规律,基于冲蚀耦合动网格方法以PY1-20sh型喷头为研究对象,利用标准k-ε湍流模型与Generic冲蚀模型建立喷头固... 喷灌喷头长期冲蚀磨损引起的喷嘴结构变形是影响其水力性能的主要原因之一。为了探究喷头的冲蚀变形及变形对其水力性能的影响规律,基于冲蚀耦合动网格方法以PY1-20sh型喷头为研究对象,利用标准k-ε湍流模型与Generic冲蚀模型建立喷头固-液两相流数值模型,针对3组不同水流含沙量工况开展喷头运行160 h内的冲蚀变形数值模拟研究。结果表明:喷头的冲蚀磨损主要发生在主喷嘴处,持续地冲蚀磨损使其质量减小,主喷嘴冲蚀变形表现为管壁向外不均匀扩张使得出口直径增大,变形程度与喷头运行时长及水流含沙量均呈正相关,变形速率随运行时间的延长而减缓,形状系数变大说明出口断面逐渐偏离圆形。喷头水力性能的变化表现为冲蚀变形使出口流量增加但流量系数减小,且由理论分析发现喷头射程随运行时长逐渐缩短,末端水滴直径逐渐减小但变化幅度不大。研究结果可为喷头的合理使用与结构设计提供参考依据。 展开更多

关键词 摇臂式喷灌喷头 磨损 冲蚀耦合动网格 数值模拟 水力性能

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边界元耦合径向基点插值无网格法在求解声散射问题中的应用 被引量：2

10

作者 刘文坦 桂强 +1 位作者 姜浩阳 李威 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第2期148-154,共7页

边界元耦合有限元方法(BEM-FEM)在求解无限域弹性结构声散射问题中得到广泛应用。传统有限元方法的计算精度依赖网格的类型和质量,而无网格方法离散问题域时不需要传统意义上的网格划分,其形函数构造不依赖网格且相对灵活。因此无网格... 边界元耦合有限元方法(BEM-FEM)在求解无限域弹性结构声散射问题中得到广泛应用。传统有限元方法的计算精度依赖网格的类型和质量,而无网格方法离散问题域时不需要传统意义上的网格划分,其形函数构造不依赖网格且相对灵活。因此无网格方法相比传统有限元方法可以减少网格划分成本并减缓数值污染效应。将边界元方法(BEM)和径向基点插值无网格法(RPIM)结合,形成边界元耦合径向基点插值无网格法(BEMRPIM),用于求解无限域弹性结构声散射问题。本文分别从计算精度、收敛性和对不规则节点分布的适应性对BEM-RPIM和BEM-FEM进行比较,结果表明提出的BEM-RPIM在求解声散射问题中优于BEM-FEM。 展开更多

关键词 边界元 无网格法 边界元耦合径向基点插值无网格法 弹性体声散射

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接触问题的自适应无网格伽辽金方法 被引量：4

11

作者 张征 刘更 刘天祥 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第23期2868-2873,共6页

针对接触问题提出了基于应变能梯度的自适应无网格伽辽金方法。通过对自适应无网格伽辽金方法的原理讨论,给出了基于背景网格的误差估计方法,并对自适应求解流程进行了阐述。研究了无网格节点加密技术和自适应搜索半径等关键技术。编程... 针对接触问题提出了基于应变能梯度的自适应无网格伽辽金方法。通过对自适应无网格伽辽金方法的原理讨论,给出了基于背景网格的误差估计方法,并对自适应求解流程进行了阐述。研究了无网格节点加密技术和自适应搜索半径等关键技术。编程求解了圆柱体接触问题,并与理论解和均匀密化数值解进行比较,给出了接触计算中合理的参数范围,对真实粗糙表面接触问题进行了计算,计算结果表明,在相当计算精度下,自适应加密计算耗时仅为同等整体加密计算的18.6%。 展开更多

关键词 无网格伽辽金-有限元耦合方法 自适应 应变能 接触

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自适应无网格方法在涂层弹塑性接触中的应用 被引量：3

12

作者 金赛英 刘更 +1 位作者 佟瑞庭 曾泉人 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第11期1564-1568,共5页

采用自适应无网格-有限元耦合方法研究多层介质表面弹塑性接触问题。将基于应变能梯度的自适应无网格法与线性规划-增量初应力法相结合,给出模型计算理论和算法实现,并在计算中考虑了材料的塑性应变。研究了一种涂层表面和圆柱体表面、... 采用自适应无网格-有限元耦合方法研究多层介质表面弹塑性接触问题。将基于应变能梯度的自适应无网格法与线性规划-增量初应力法相结合,给出模型计算理论和算法实现,并在计算中考虑了材料的塑性应变。研究了一种涂层表面和圆柱体表面、粗糙表面的弹塑性接触,并分别与其均匀密化解进行比较。结果表明:在同等条件下采用自适应无网格方法对弹性-理想塑性接触问题进行计算能在较小的计算耗费下取得较好的计算结果。 展开更多

关键词 无网格-有限元耦合方法 涂层表面 弹塑性接触 自适应

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三芯电缆接头温度场计算 被引量：34

13

作者 唐科 阮江军 +2 位作者 唐烈峥 詹清华 刘益军 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期3571-3578,共8页

电缆接头是电缆线路运行中的薄弱环节,接头的绝缘状态与接头内部的温度直接相关,研究三芯电缆接头内部温升具有重要意义。首先,建立了三芯电缆接头及本体的3维模型,根据接头不同部位的形状采用不同的剖分方式,并将不同形状的网格通过网... 电缆接头是电缆线路运行中的薄弱环节,接头的绝缘状态与接头内部的温度直接相关,研究三芯电缆接头内部温升具有重要意义。首先,建立了三芯电缆接头及本体的3维模型,根据接头不同部位的形状采用不同的剖分方式,并将不同形状的网格通过网格耦合进行连接。然后,在考虑接头接触电阻情况下研究了模型中电缆本体的长度对接头温度分布的影响,选择合适的电缆本体长度,并仿真了三芯电缆接头模型的稳态和暂态温度场。最后,在三芯电缆接头温升试验平台开展试验,比较了接头内部温度的测量值和仿真值,相对误差不超过9%。结果表明该文建立的三芯电缆接头模型计算结果准确,可满足工程应用需求。 展开更多

关键词 三芯电缆接头 温度场 接触电阻 网格耦合 温升试验

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三电极气体火花开关触发过程中的等离子体行为特性 被引量：11

14

作者 徐翱 杨林 +3 位作者 钟伟 刘云龙 尚绍环 金大志 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1922-1929,共8页

三电极气体火花开关放电导通时的触发过程对其性能有着重要影响,而实验中发现某些三电极气体火花开关在触发过程中可能存在触发极与阴极和阳极几乎同时导通的问题,为了解释这种现象,利用PIC-MCC（网格粒子法耦合蒙特卡罗碰撞）程序建立... 三电极气体火花开关放电导通时的触发过程对其性能有着重要影响,而实验中发现某些三电极气体火花开关在触发过程中可能存在触发极与阴极和阳极几乎同时导通的问题,为了解释这种现象,利用PIC-MCC（网格粒子法耦合蒙特卡罗碰撞）程序建立了对应的三电极气体火花开关触发过程仿真模型,获得了电子、离子在触发过程中的时空分布演化特性及电场分布特性,阐明了触发过程中触发极与阴极、触发极与阳极形成等离子体通道的物理机理,分析了电场分布和绝缘体表面电荷累积效应等对触发过程中等离子体通道形成的影响,揭示了绝缘体表面二次电子发射等是导致触发极与阴极、触发极与阳极几乎同时形成等离子体通道的关键因素。这些都为进一步深入研究三电极气体火花开关,提高其工作性能奠定了坚实的基础。 展开更多

关键词 气体火花开关 触发过程:等离子体 网格粒子法耦合蒙特卡罗碰撞 时空分布

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基于虚拟流体方法数值模拟作用在水—弹性固体界面的强激波（英文）

15

作者 史汝超 王光勇 +2 位作者 黄瑞源 王有凯 李永池 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期1023-1032,共10页

文章对强激波与水—弹性固体界面的相互作用进行了数值模拟。基于欧拉方程和弹性动力学方程推导了一个用于处理流固界面的近似黎曼关系。耦合流体区域的欧拉网格和固体区域的拉格郎日网格,用水平集方法追踪流固界面的位置。并分别用五阶... 文章对强激波与水—弹性固体界面的相互作用进行了数值模拟。基于欧拉方程和弹性动力学方程推导了一个用于处理流固界面的近似黎曼关系。耦合流体区域的欧拉网格和固体区域的拉格郎日网格,用水平集方法追踪流固界面的位置。并分别用五阶WENO和双特征线格式离散流体控制方程和固体控制方程及捕捉强激波在流体和固体中的传播。流固界面附近的网格节点用虚拟流体方法求解。文中还将数值结果和强激波作用在水—固壁界面,水—可压缩固体界面得到的结果进行了对比分析及验证。数值模拟结果也表明了推导的近似黎曼关系和虚拟流体方法可很好地适用于水—弹性固体耦合问题。 展开更多

关键词 流固耦合 水下爆炸 虚拟流体方法 水平集方法 欧拉—拉格郎日网格耦合

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