砂土地基触地爆炸的SPH-FEM耦合分析方法 被引量：5

1

作者 王维国 刘汉龙 +1 位作者 陈育民 张智超 《解放军理工大学学报（自然科学版）》 EI 北大核心 2013年第3期271-276,共6页

针对砂土地基触地爆炸问题,在LS-DYNA框架内建立了有限元法和光滑质点流体动力学法相耦合的数值分析方法SPH-FEM。该耦合法结合了FEM的高计算效率和SPH在处理土体爆炸大变形方面的优势,通过精确捕捉SPH粒子的运动,可以直观再现爆坑形态... 针对砂土地基触地爆炸问题,在LS-DYNA框架内建立了有限元法和光滑质点流体动力学法相耦合的数值分析方法SPH-FEM。该耦合法结合了FEM的高计算效率和SPH在处理土体爆炸大变形方面的优势,通过精确捕捉SPH粒子的运动,可以直观再现爆坑形态的发展全过程,适合描述爆炸大变形问题。数值结果显示,爆炸波在近区表现的强间断冲击波,是造成土体流动大变形的重要因素;土体参数在正常范围的浮动对爆坑尺寸具有一定影响,在设计应用时应予以考虑。利用SPH-FEM耦合法计算得到的爆坑形态和尺寸与ConWep程序经验数据基本一致,验证了SPH-FEM耦合法在分析触地爆炸问题中的正确性。 展开更多

关键词 砂土地基 触地爆炸 sph—fem耦合法

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基于FEM-SPH耦合方法的AISI4340钢超精密切削过程仿真 被引量：6

2

作者 郭晓光 魏延军 +2 位作者 张小冀 金洙吉 郭东明 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期526-531,共6页

数值模拟是研究金属切削的重要手段,但有限元方法(FEM)由于依赖网格而存在一定的局限性,不适宜处理大变形问题.光滑粒子动力学(SPH)是一种无网格法,可以避免网格畸变,解决切削过程中材料大变形问题.结合两种方法的各自优点,建立了AISI4... 数值模拟是研究金属切削的重要手段,但有限元方法(FEM)由于依赖网格而存在一定的局限性,不适宜处理大变形问题.光滑粒子动力学(SPH)是一种无网格法,可以避免网格畸变,解决切削过程中材料大变形问题.结合两种方法的各自优点,建立了AISI4340钢金刚石超精密切削过程的FEM-SPH耦合模型,研究切削过程中材料的去除机理.仿真结果表明:随着切削过程的进行工件内部应力逐渐增大,当达到屈服极限时,工件材料沿前刀面塑性流动,形成切屑,刀尖钝圆的推挤起了决定性的作用;成形表面下存在较为严重的残余应力;切削热主要来源于切削过程中塑性功的转换且大部分被切屑带走;增大刀尖钝圆半径将会使切削力尤其是切削抗力显著增大. 展开更多

关键词 超精密切削 无网格法 fem—sph耦合 仿真

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FEM/SPH耦合方法在鱼雷入水研究中的应用 被引量：4

3

作者 张岳青 蔡卫军 +1 位作者 李建辰 王志杰 《鱼雷技术》 2017年第1期1-6,共6页

为了扩大鱼雷浅海区的使用范围,浅水控制技术非常重要,鱼雷入水过程的非定常运动参数是初始控制的输入条件。文中采用有限元/光滑粒子流体动力学(FEM/SPH)耦合方法,建立鱼雷入水仿真模型,对鱼雷从触水到全沾湿过程进行了数值仿真,仿真... 为了扩大鱼雷浅海区的使用范围,浅水控制技术非常重要,鱼雷入水过程的非定常运动参数是初始控制的输入条件。文中采用有限元/光滑粒子流体动力学(FEM/SPH)耦合方法,建立鱼雷入水仿真模型,对鱼雷从触水到全沾湿过程进行了数值仿真,仿真结果与试验数据吻合较好,说明FEM/SPH耦合方法对于入水问题的研究具有明显的优势。仿真分析了鱼雷入水过程中运动姿态的变化,以及入水冲击加速度的变化趋势,文中所做研究为进一步研究鱼雷入水问题提供参考。 展开更多

关键词 鱼雷入水 fem/sph耦合方法 非定常参数

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基于SPH/FEM耦合算法的土壤切削仿真与研究 被引量：5

4

作者 刘亚超 王秀山 +1 位作者 冯敏 张合虎 《农机化研究》 北大核心 2017年第7期21-27,33,共8页

ANSYS/LS-DYNA仿真软件,采用SPH/FEM耦合算法模拟旋转刀具切削土壤作业过程。在Solid Works中建立刀具—土壤模型,用ANSYS/LS-DYNA进行前处理,修改K文件建立耦合模型,在LS-PREPOST中查看LS-DYNA9 7 1求解结果 ,对数据进行二次处理,分析... ANSYS/LS-DYNA仿真软件,采用SPH/FEM耦合算法模拟旋转刀具切削土壤作业过程。在Solid Works中建立刀具—土壤模型,用ANSYS/LS-DYNA进行前处理,修改K文件建立耦合模型,在LS-PREPOST中查看LS-DYNA9 7 1求解结果 ,对数据进行二次处理,分析作业过程能耗变化及应力分布,为后期优化刀具提供依据。文中土壤本构模型采用MAT_147(MAT_FHWA_SOIL)材料,对材料屈服准则进行详细阐述,相比标准MohrCoulomb屈服准则,修改后的Mohr-Coulomb屈服准则引入了修正系数Ahyp,分析了Ahyp取值对屈服面的影响,得出Ahyp与土壤内聚力和内摩擦角关系;阐述SPH算法和SPH/FEM耦合算法,分别用FEM算法、SPH算法和SPH/FEM耦合算法模拟土壤切削过程。结果表明:在土壤切削前期,网格没有发生畸变时,3种方法模拟结果相近,随着有限元网格发生畸变,FEM算法产生了误差,验证了SPH/FEM耦合算法在土壤切削仿真过程中的可行性与准确性。 展开更多

关键词 ANSYS/LS-DYNA sph/fem耦合算法 旋转刀具 土壤切削

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三维SPH-FEM耦合算法在熔渣离心雾化过程的应用

5

作者 徐啸雄 韦航标 +3 位作者 蔡波 宗铎 胡俊 杨阳 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期48-52,共5页

采用SPH-FEM耦合算法模拟了熔渣离心雾化过程。通过比较相同条件下的实验和计算结果,验证了该算法在离心雾化仿真过程中的适用性。研究了熔渣流速、转盘转速、转盘直径对熔渣粒度分布的作用规律函数,据此得到了熔渣离心雾化系统的优化... 采用SPH-FEM耦合算法模拟了熔渣离心雾化过程。通过比较相同条件下的实验和计算结果,验证了该算法在离心雾化仿真过程中的适用性。研究了熔渣流速、转盘转速、转盘直径对熔渣粒度分布的作用规律函数,据此得到了熔渣离心雾化系统的优化方案。 展开更多

关键词 sph—fem耦合算法 熔渣 离心雾化

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基于MPS-FEM耦合方法对比研究刚性与弹性挡板对液舱晃荡的抑制作用（英文） 被引量：11

6

作者 张友林 陈翔 万德成 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2016年第12期1359-1377,共19页

由流体冲击载荷引起的流固耦合问题广泛存在于船舶与海洋工程领域.例如:在特定激励频率下载液货舱内流体的非线性运动引起对舱壁的砰击作用,进而可能影响液舱围护系统的安全性.由于此类流固耦合问题通常涉及多学科知识,且流体自由面的... 由流体冲击载荷引起的流固耦合问题广泛存在于船舶与海洋工程领域.例如:在特定激励频率下载液货舱内流体的非线性运动引起对舱壁的砰击作用,进而可能影响液舱围护系统的安全性.由于此类流固耦合问题通常涉及多学科知识,且流体自由面的变化具有强非线性特征,对研究人员带来较大挑战.考虑到Lagrange类方法在处理结构和流体自由面大变形问题上的优势,基于MPS-FEM耦合方法开发了流固耦合求解器.其中,采用MPS方法来数值模拟流体场瞬态变化,FEM方法来分析结构场的变形问题.此外,该求解器采用了弱耦合的方式来实现流体场和结构场之间的数据传递.为了验证该方法在处理流固耦合问题上的可靠性,首先数值研究了溃坝泄洪流与弹性挡板之间的流固耦合标准算例,数值结果与实验标准结果能够较好地吻合.此后,采用该求解器数值研究了带刚性挡板和弹性挡板的液舱晃荡问题,对比分析了多种激励频率下两种挡板对液舱内流体运动及舱壁上冲击压力的抑制效果. 展开更多

关键词 粒子法 半隐式移动粒子法（MPS） 有限单元法（fem） 流固耦合（FSI） 液舱晃荡 溃坝流 MLParticle-SJTU求解器

全文增补中

桃园煤矿1022上提工作面覆岩变形FEM-NTA耦合法分析

7

作者 吴文金 《煤炭工程》 北大核心 2006年第3期64-67,共4页

考虑岩体变形破坏时不能承受拉应力,FEM-NTA耦合模型法采用有限元分析方法,建立煤层采动后覆岩变形破坏的无拉应力本构模型。采用FEM-NTA法对桃园煤矿1022上提工作面覆岩进行数值模拟,计算结果与理论分析、现场观测的结果一致,说明这种... 考虑岩体变形破坏时不能承受拉应力,FEM-NTA耦合模型法采用有限元分析方法,建立煤层采动后覆岩变形破坏的无拉应力本构模型。采用FEM-NTA法对桃园煤矿1022上提工作面覆岩进行数值模拟,计算结果与理论分析、现场观测的结果一致,说明这种方法更接近岩体变形破坏规律的实际情况,具有较好的应用前景。 展开更多

关键词 fem—NTA耦合分析法 覆岩 变形 桃园煤矿

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冰雹的数值模拟方法初探 被引量：10

8

作者 孟卓 孙秦 《航空计算技术》 2009年第1期22-26,共5页

冰雹的撞击对于飞机的整个结构存在着巨大的威胁,偶尔的一次遭遇冰雹袭击也是对飞机结构性能的严峻考验。由于实验测试需要投入大量的人力财力,因此,建立冰雹的数学模型显得尤为重要。目前所建立的数值模型主要有三种:有限元(FE)模型,... 冰雹的撞击对于飞机的整个结构存在着巨大的威胁,偶尔的一次遭遇冰雹袭击也是对飞机结构性能的严峻考验。由于实验测试需要投入大量的人力财力,因此,建立冰雹的数学模型显得尤为重要。目前所建立的数值模型主要有三种:有限元(FE)模型,任意拉格朗日-欧拉(ALE)模型和光滑粒子流体动力学(SPH)模型。首先论证了这些数值模型与实验测试结果吻合的情况,接着模拟了冰雹撞击飞机发动机进气道的过程,最后通过对这三种冰雹模型的比较,得出了SPH模型是分析冰雹撞击飞机问题的最有效、最好的模型的结论。 展开更多

关键词 冰雹 撞击 有限元法(fem) 任意拉格朗日-欧拉法(ALE) 光滑粒子流体动力学(sph)

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基于有限长FEM/BEM提取COM参量 被引量：3

9

作者 苏波 王为标 +2 位作者 王昊 水永安 吴浩东 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2014年第2期167-170,175,共5页

介绍了一种理论提取耦合模式模型(COM)参量的方法。利用有限长有限法/边界元法(FEM/BEM)计算声表面波同步单端对谐振器的导纳曲线,根据导纳曲线与表面波色散特性相关的特征量,通过解析计算、单变量拟合、再次单变量拟合及两变量拟合4个... 介绍了一种理论提取耦合模式模型(COM)参量的方法。利用有限长有限法/边界元法(FEM/BEM)计算声表面波同步单端对谐振器的导纳曲线,根据导纳曲线与表面波色散特性相关的特征量,通过解析计算、单变量拟合、再次单变量拟合及两变量拟合4个步骤依次提取出全部COM参量。与传统方法相比,该方法简单、稳定、可靠。根据得到的COM参量对一种混合结构的滤波器进行了模拟,与直接使用FEM/BEM得到的结果符合较好,验证了所提取的COM参量的准确性。 展开更多

关键词 声表面波 有限法 边界元法(fem BEM) 表面波色散关系 导纳曲线 耦合模式模型(COM)参量

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滑坡下成品油管道力学响应研究 被引量：7

10

作者 蒋宏业 兰旭彬 +2 位作者 王金荣 胡海洋 王涛 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期71-83,共13页

针对于管道横穿滑坡体存在的潜在危害,基于光滑粒子流体动力学与有限元耦合算法(SPH FEM)构建土管油完全耦合模型,综合考虑材料、几何及接触非线性,分析土管油作用机制,并探讨滑坡体位移、埋深及径厚比等主要因素对管道力学行为的影响... 针对于管道横穿滑坡体存在的潜在危害,基于光滑粒子流体动力学与有限元耦合算法(SPH FEM)构建土管油完全耦合模型,综合考虑材料、几何及接触非线性,分析土管油作用机制,并探讨滑坡体位移、埋深及径厚比等主要因素对管道力学行为的影响。研究表明,相比于简化为内压的油管(存在内压的空管),当考虑管内成品油存在时,均存在滑坡作用下管道典型的损伤行为,但在满管输送工况下,管内成品油的作用由滑坡初始时刻的“抗变”转变为“助变”,且对管道位移形变产生更大的影响,与简化空管相比,其位移增加了10.63%(应力增加了4.96%);随滑坡体位移、滑坡规模的增大及埋深的减小(对于敷设于滑坡中部的管道),会产生更大位移及塑性形变区域;对于穿越滑坡区的管道,可适量增加壁厚以增强管道极限承载能力。研究所得成果可为保障管道安全运行及滑坡灾害下管道防护给予理论指导与技术支持。 展开更多

关键词 滑坡 成品油管道 力学响应 sph fem耦合算法 有限元分析

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鱼雷斜入水过程非定常运动仿真研究 被引量：4

11

作者 张岳青 蔡卫军 李建辰 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期20-28,共9页

针对鱼雷反潜时复杂的入水过程,采用FEM/SPH耦合方法,对鱼雷入水过程进行了仿真,研究了鱼雷入水过程中的冲击加速度和入水初始段鱼雷姿态的变化。仿真过程中发现了"忽扑"现象对鱼雷入水后非定常运动的重要影响。通过分析试验... 针对鱼雷反潜时复杂的入水过程,采用FEM/SPH耦合方法,对鱼雷入水过程进行了仿真,研究了鱼雷入水过程中的冲击加速度和入水初始段鱼雷姿态的变化。仿真过程中发现了"忽扑"现象对鱼雷入水后非定常运动的重要影响。通过分析试验数据,完善仿真模型,模拟了"低压力"引起的鱼雷入水后的"忽扑"现象,仿真分析了鱼雷真实的入水非定常运动过程。结果可为鱼雷入水弹道设计和结构承载能力设计提供一定的依据。 展开更多

关键词 fem/sph耦合方法 鱼雷 入水 忽扑

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艏喷动态实船试验及数值计算对比分析 被引量：1

12

作者 刘经京 周丙浩 +2 位作者 郑金龙 张兆德 余龙 《中国港湾建设》 2020年第12期59-63,共5页

耙吸挖泥船艏喷时,泥管及喷嘴受到动态冲击并产生较大变形和应力,目前关于喷射过程的试验研究和计算分析较为缺乏。通过实船测试艏喷过程,记录典型工况下特定位置管壁应力,得到介质对喷嘴管道的动态作用。采用SPH无网格粒子法和基于网... 耙吸挖泥船艏喷时,泥管及喷嘴受到动态冲击并产生较大变形和应力,目前关于喷射过程的试验研究和计算分析较为缺乏。通过实船测试艏喷过程,记录典型工况下特定位置管壁应力,得到介质对喷嘴管道的动态作用。采用SPH无网格粒子法和基于网格的单向FSI方法两种流固耦合数值方法对试验对象进行了计算分析,研究了艏喷喷嘴的应力分布。最后比较试验和数值结果,验证了SPH法更适合分析喷射动态过程,为后续设计工作提供了分析方法。 展开更多

关键词 艏喷 喷射仿真 流固耦合 sph法

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