基于STEP数据核的有限元后处理技术的研究

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作者 冯小青 卢炎麟 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2002年第11期123-124,180,共3页

文章在现有的有限元本体程序和产品数据交换国际标准STEP的基础上,提出一种通用的有限元数据交换模型。以集成资源STEP/AR104为基础构建一个能满足有限元后处理需要的数据核,来实现有限元分析本体程序和后处理系统之间的数据交换,并用Op... 文章在现有的有限元本体程序和产品数据交换国际标准STEP的基础上,提出一种通用的有限元数据交换模型。以集成资源STEP/AR104为基础构建一个能满足有限元后处理需要的数据核,来实现有限元分析本体程序和后处理系统之间的数据交换,并用OpenGL对其数据进行可视化。利用STEP中性文件机制,可以实现后处理系统与多个有限元分析本体程序之间的连接。 展开更多

关键词 step 数据核 有限元后处理 数据结构 计算机辅助设计 opengl

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基于STEP的三维表面有限元网格生成技术的研究 被引量：2

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作者 王玉槐 卢炎麟 +1 位作者 周晓 黄建芳 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2006年第10期144-145,153,共3页

研究了三维表面有限元网格自动生成的技术,利用映射法实现了模型表面的三角网格剖分。基于STEP文件格式的模型的导入和重建,将模型的每个表面映射至参数空间,利用推进波前法生成参数面网格,然后映射回三维表面。研制了一套网格剖分策略... 研究了三维表面有限元网格自动生成的技术,利用映射法实现了模型表面的三角网格剖分。基于STEP文件格式的模型的导入和重建,将模型的每个表面映射至参数空间,利用推进波前法生成参数面网格,然后映射回三维表面。研制了一套网格剖分策略,运用该策略对多种类型表面进行了分析求解。 展开更多

关键词 step 有限元网格 映射法 自动剖分策略

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基于STEP的CAD/有限元/优化设计数据核 被引量：2

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作者 卢炎麟 周晓 +1 位作者 王峰 徐晓明 《科学技术与工程》 2004年第6期485-487,共3页

基于STEP/AP2 0 3、AP2 0 9、AR1 0 8、GR5 0和PLIB/GR2 0 ,构建了全面支持CAD设计、有限元分析和结构优化设计需求的CAD/有限元 /优化设计数据核。在该数据核基础上开发的有限元分析 /优化设计系统 ,可以直接利用三维CAD数据 ,进行有... 基于STEP/AP2 0 3、AP2 0 9、AR1 0 8、GR5 0和PLIB/GR2 0 ,构建了全面支持CAD设计、有限元分析和结构优化设计需求的CAD/有限元 /优化设计数据核。在该数据核基础上开发的有限元分析 /优化设计系统 ,可以直接利用三维CAD数据 ,进行有限元分析计算和结构优化设计计算。利用该数据核 。 展开更多

关键词 CAD 有限元 优化设计 数据核 step标准 有限元分析

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新型阶梯型节点悬臂段抗震性能试验及有限元分析

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作者 李赟 程欣 +3 位作者 安毅 杨旭 路国运 刘建飞 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第2期131-142,共12页

针对外伸悬臂式拼接全螺栓连接节点梁翼缘很难同时保证上下表面平齐与足够抗震性能的问题,提出一种新型阶梯型全螺栓连接梁柱节点。对两个不同端板连接面形式的悬臂型节点试件进行低周往复加载试验,通过对试件的破坏模式、滞回曲线、骨... 针对外伸悬臂式拼接全螺栓连接节点梁翼缘很难同时保证上下表面平齐与足够抗震性能的问题,提出一种新型阶梯型全螺栓连接梁柱节点。对两个不同端板连接面形式的悬臂型节点试件进行低周往复加载试验,通过对试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性及耗能能力等进行分析,考察该类型节点的抗震性能,并分析厚端板与U型卡扣连接形式对抗震性能的影响。结果表明:不同连接面形式对节点的弹性段性能影响较小,对节点最终破坏形式影响较大;厚端板阶梯型节点具有良好的承载性能和变形性能,U型卡扣节点抗震性能较差。并以厚端板试件为例进行有限元模型的建立与校核,通过有限元软件改变参数探究端板厚度对新型节点抗震性能的影响,发现随着端板厚度的降低,节点初始刚度、承载能力及耗能能力均随之降低。 展开更多

关键词 装配式钢结构 阶梯型节点 拟静力试验 抗震性能 有限元分析

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逐级递进式高耗能抗撞磁流变阻尼器设计

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作者 孟壮 于国军 +2 位作者 何骏 叶晓龙 高飞 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第5期1896-1903,共8页

为了更好地保护桥墩与船舶安全,针对桥墩防撞装置多为被动式耗能,其动态响应及防撞耗能效果较差,装置适应性有限等问题设计了一种适用于桥墩的逐级递进式高耗能抗撞磁流变阻尼器。通过建立力学模型确立了阻尼器结构参数;使用有限元对结... 为了更好地保护桥墩与船舶安全,针对桥墩防撞装置多为被动式耗能,其动态响应及防撞耗能效果较差,装置适应性有限等问题设计了一种适用于桥墩的逐级递进式高耗能抗撞磁流变阻尼器。通过建立力学模型确立了阻尼器结构参数;使用有限元对结构强度及磁路进行分析。结果表明:结构部件强度满足要求,2 A电流下间隙处磁感应强度可达到1.2 T;缸筒内设置3个活塞,在不同的撞深位移下可协同工作,将阻尼器的耗能分成3个阶段,无电流下最小阻尼力为15 kN,最大阻尼力为496 kN,阻尼力随着位移的变大增加了481 kN;2.5 A电流下阻尼力随位移从78 kN增大到1204 kN,提升了约15倍。有效提高了阻尼器的出力且实现分级递进式抗冲耗能的优良效果;在桥墩防撞装置中应用可实现半主动式防撞耗能。理论与有限元仿真结果基本吻合,证明了阻尼器设计的合理性。 展开更多

关键词 逐级递进 抗撞耗能 磁流变阻尼器 结构设计 有限元分析

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杂模抑制薄膜体声波谐振器的仿真分析 被引量：1

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作者 罗恩雄 张必壮 +2 位作者 吴坤 马晋毅 李思忍 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第2期159-163,共5页

该文研究了电极边界阶梯结构对薄膜体声波谐振器(FBAR)杂波的影响。采用有限元仿真法讨论了阶梯结构宽度尺寸对杂波的抑制效果,结合振型分析该结构能抑制声波能量的泄露,提高器件品质因数。为了进一步验证仿真结果,实验制备了FBAR器件... 该文研究了电极边界阶梯结构对薄膜体声波谐振器(FBAR)杂波的影响。采用有限元仿真法讨论了阶梯结构宽度尺寸对杂波的抑制效果,结合振型分析该结构能抑制声波能量的泄露,提高器件品质因数。为了进一步验证仿真结果,实验制备了FBAR器件。测试结果表明,当该阶梯结构凸起宽度为3μm,凹陷宽度为1.5μm时,谐振器杂波被有效抑制,反谐振频率处的品质因数约增大100。 展开更多

关键词 薄膜体声波谐振器(FBAR) 阶梯结构 杂模抑制 有限元

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超强型齿层永磁混合式步进电机结构原理及性能分析

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作者 杨真昊 鲁炳林 +2 位作者 赵博 王坤 袁帅 《机床与液压》 北大核心 2024年第3期93-99,共7页

结合定子永磁混合式步进电机和超强型混合式步进电机结构及性能优点,提出一种仅在定转子齿层放置永磁磁条的超强型齿层永磁混合式步进电机,具有定转子结构简单、转矩和功率密度高、电磁场二维分布、设计分析计算方便等特点。针对电机结... 结合定子永磁混合式步进电机和超强型混合式步进电机结构及性能优点,提出一种仅在定转子齿层放置永磁磁条的超强型齿层永磁混合式步进电机,具有定转子结构简单、转矩和功率密度高、电磁场二维分布、设计分析计算方便等特点。针对电机结构特征、运行原理及转矩提升机制进行理论分析。基于归一化分析方法和二维有限元计算,探究齿高、齿宽、齿距、气隙等齿层参数变化对空载反电势、定位转矩、输出转矩、转矩脉动、保持转矩等电机性能的影响规律,提出该类电机齿层参数优化设计准则。将同规格定子轭部永磁混合式步进电机、定子齿层永磁混合式步进电机与所提出的超强型齿层永磁混合式步进电机进行性能比较研究,验证了理论分析的正确性及新型电机结构性能的优越性。 展开更多

关键词 超强型齿层永磁混合式步进电机 拓扑结构 优化设计 有限元法

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大跨斜拱桥结构健康监测系统的设计与开发 被引量：24

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作者 李宏男 田亮 +1 位作者 伊廷华 任亮 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期574-584,共11页

沈阳伯官大桥是中国首座六跨中承式飘带形提篮斜拱桥,为确保该桥在施工及服役期间的安全,对其设计并安装了一套完整的结构健康监测系统。介绍了安装系统的仪器选型及测点布设方案,监测系统的功能、构成及其实现过程,包括传感器子系统、... 沈阳伯官大桥是中国首座六跨中承式飘带形提篮斜拱桥,为确保该桥在施工及服役期间的安全,对其设计并安装了一套完整的结构健康监测系统。介绍了安装系统的仪器选型及测点布设方案,监测系统的功能、构成及其实现过程,包括传感器子系统、数据采集与传输子系统、数据管理子系统以及状态评估子系统。为满足传感器数量多、分布广、信号测量精度和同步性要求高的需求,自主研发了一套分布式结构健康监测数据同步采集仪器,实现了多类型传感器及多终端设备之间的精准同步采集。该监测系统为实时监测桥梁的响应,在线把握桥梁的性态,合理制定桥梁的养护计划,提供了有效的手段。 展开更多

关键词 拱桥 结构健康监测 有限元分析 数据同步采集 系统集成

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时间谐波对永磁同步电机损耗的影响规律 被引量：33

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作者 佟文明 朱晓锋 +1 位作者 贾建国 段庆亮 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期60-69,共10页

为了减小永磁同步电机中由电流时间谐波引起的损耗,以一台4.2k W、8极表面式永磁电机为例,采用时步有限元法,分析了空载变频器供电时电机各部位附加损耗的分布规律;研究了不同变频器参数(包括调制比a和开关频率fc)、气隙长度δ和转子磁... 为了减小永磁同步电机中由电流时间谐波引起的损耗,以一台4.2k W、8极表面式永磁电机为例,采用时步有限元法,分析了空载变频器供电时电机各部位附加损耗的分布规律;研究了不同变频器参数(包括调制比a和开关频率fc)、气隙长度δ和转子磁路结构(包括内置式和表面式)时电机各部位附加损耗的变化规律;最后,对三台样机进行实验,以验证不同变频器参数对附加损耗的影响规律。结果显示:变频器供电时,附加损耗主要集中在永磁体上,定子铁心其次,转子铁心比重最小;fc<3k Hz时,每增加1k Hz,附加损耗平均降低20.7%,fc>3k Hz时,每增加1k Hz,附加损耗平均降低6.5%;a每增加0.1,附加损耗平均降低18.7%;δ每增加0.1mm,附加损耗平均降低5.4%;内置式结构转子铁心附加损耗比重比表面式大,而永磁体附加损耗比重较小。 展开更多

关键词 附加损耗 时步有限元法 气隙长度 变频器参数 转子磁路结构

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基于IFC标准的建筑结构模型的自动生成 被引量：70

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作者 邓雪原 张之勇 刘西拉 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期6-12,共7页

当前,在各种商业软件盛行的环境下,设计单位最紧迫的问题是要解决本单位各专业之间的信息交互,而在这些信息交互中,建筑与结构专业的信息交互最为急需。针对这一需要,本文介绍了现今国际上建筑信息模型的数据共享与交换的IFC标准,分析... 当前,在各种商业软件盛行的环境下,设计单位最紧迫的问题是要解决本单位各专业之间的信息交互,而在这些信息交互中,建筑与结构专业的信息交互最为急需。针对这一需要,本文介绍了现今国际上建筑信息模型的数据共享与交换的IFC标准,分析了建筑模型与结构模型信息的组成与特点,研究了通用建筑结构有限元模型的表达方法,建立以IFC标准为基础,通过建筑模型自动生成符合多种结构分析与设计软件的结构模型的基本方法。通过实例验证本研究方法的实用性与可行性,结果表明本方法为各种设计软件间信息的共享与交换提供了一种通用解决方案,为企业内部实现建筑设计集成化提供了技术保障。最后,文章讨论了该研究方向中基于IFC标准的建筑模型的结构构件偏心、节点连接、荷载处理等方面的问题和后续研究方向。 展开更多

关键词 计算机辅助建筑设计 建筑结构模型 集成化建筑设计 有限元模型 数据交换 IFC标准

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桥梁健康监测系统在线结构分析及状态评估方法 被引量：30

11

作者 王瑀 荆国强 王波 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期25-30,共6页

为实时在线评估桥梁结构实测荷载与响应状态的相关性,提出桥梁健康监测系统的在线结构分析及状态评估方法。编制有限元分析程序内核,在程序内核中内嵌桥梁结构有限元模型,通过授权的数据库接口,读取健康监测系统中的实时荷载数据,对荷... 为实时在线评估桥梁结构实测荷载与响应状态的相关性,提出桥梁健康监测系统的在线结构分析及状态评估方法。编制有限元分析程序内核,在程序内核中内嵌桥梁结构有限元模型,通过授权的数据库接口,读取健康监测系统中的实时荷载数据,对荷载数据进行统计分析,然后计算结构的理论响应值,并与健康监测系统中的结构实测响应值进行对比,对结构行为进行评估。某桥主桥为主跨460m的五跨连续双塔双索面半飘浮体系斜拉桥,应用该方法对该桥进行在线分析和状态评估,评估结果显示,根据实测荷载分析得到的结构响应和实测结构响应吻合较好,结构荷载和响应具有线性相关性,结构运营正常。 展开更多

关键词 桥梁工程 健康监测 数据处理 在线结构分析 在线评估 有限元法 结构响应

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大型结构地震反应值模拟中的波动输入 被引量：22

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作者 李山有 廖振鹏 周正华 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2001年第2期1-5,共5页

解耦的时域有限元数值模拟技术在考虑土－结构相互作用的大型结构地震反应分析中的应用日趋成熟。为完善其中的波动输入技术，本文提出了一种波动输入时步数值模拟的简便方法，替换对自由场的频域计算，从而使结构反应分析可以完全通过... 解耦的时域有限元数值模拟技术在考虑土－结构相互作用的大型结构地震反应分析中的应用日趋成熟。为完善其中的波动输入技术，本文提出了一种波动输入时步数值模拟的简便方法，替换对自由场的频域计算，从而使结构反应分析可以完全通过时步数值模拟实现。同时，通过数值试验，对这一实施方案的有效性进行了检验。 展开更多

关键词 波动输入 时步数值模拟 解耦有限元 土-结构动力相互作用 地震反应值模拟

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具有区间参数的不确定结构静力区间分析的一种算法 被引量：8

13

作者 张建国 陈建军 马孝松 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第10期1158-1162,共5页

将结构系统中的不确定性参数用区间数来表示,用有限元法建立静力区间线性方程组。对该方程组的求解提出了一种区间逐步离散的方法。此方法通过令独立的不确定性参数取区间内的离散值,将区间线性方程组的求解转化为相应的确定性问题,再... 将结构系统中的不确定性参数用区间数来表示,用有限元法建立静力区间线性方程组。对该方程组的求解提出了一种区间逐步离散的方法。此方法通过令独立的不确定性参数取区间内的离散值,将区间线性方程组的求解转化为相应的确定性问题,再搜索各方程解中的最大最小值得到每个区间分量的边界。先用数学算例对该算法的正确性和有效性进行了验证,然后应用于静力区间分析的工程算例,并与其它算法进行了比较。计算结果表明该算法的计算效率和准确性较高。 展开更多

关键词 不确定结构 有限元方法 静力区间分析 逐步离散法

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Hα与白光望远镜的光机热一体化分析 被引量：5

14

作者 吴明长 杨世模 +2 位作者 陈志远 古学东 王慎 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期1072-1078,共7页

为了实现对空间光机系统在复杂环境下光学性能的快速评估,介绍了光机热一体化分析方法的原理和流程,以及在该原理基础上研发的光机热分析软件的主要算法和功能,阐述了作为其关键部分的光机热数据接口问题。以Hα和白光望远镜(HWT)为例,... 为了实现对空间光机系统在复杂环境下光学性能的快速评估,介绍了光机热一体化分析方法的原理和流程,以及在该原理基础上研发的光机热分析软件的主要算法和功能,阐述了作为其关键部分的光机热数据接口问题。以Hα和白光望远镜(HWT)为例,计算出该望远镜在不同系统温度下的光机热一体化分析结果。给出的光学传递函数和波像差变化结果表明:在不同系统温度下,HWT望远镜光学性能将发生相应变化。当系统温度约为20℃时,系统性能最佳,其波像差约为λ/10。当系统温度在15～25℃之间时,系统波像差约优于λ/6。基于光机热一体化分析方法的原理,给出了适用于空间光机系统的一套可行的技术途径。 展开更多

关键词 光机热一体化分析 数据接口 有限元模型 弹性变形

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自起动永磁电机最小转矩的时步有限元计算 被引量：5

15

作者 张健 罗应立 +1 位作者 陈伟华 姚丙雷 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期80-85,共6页

考虑到起动过程中饱和、谐波及随转速变化的挤流效应等因素对转矩曲线的影响,研究如何从瞬态转矩曲线获取最小转矩数值。首先采用场-路-运动耦合的时步有限元方法得到起动过程的瞬态转矩转速曲线,为了从所获得的转矩随时间以及随转速变... 考虑到起动过程中饱和、谐波及随转速变化的挤流效应等因素对转矩曲线的影响,研究如何从瞬态转矩曲线获取最小转矩数值。首先采用场-路-运动耦合的时步有限元方法得到起动过程的瞬态转矩转速曲线,为了从所获得的转矩随时间以及随转速变化呈现出急剧波动的曲线获得最小转矩的数值,提出了新的数据处理方法,使用该方法经过一次计算即可得最小转矩数值。最后研究了不同计算条件对最小转矩的影响。本文提出的方法不仅可以用于计算永磁电机的最小转矩,也可以为最小转矩的测试提供参考。 展开更多

关键词 自起动永磁电机 最小转矩 平均转矩 时步有限元 数据处理

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弹性薄膜类流固耦合问题的CBS有限元分析 被引量：3

16

作者 孙旭 张家忠 黄必武 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期787-791,共5页

提出了一种不可压缩流体与弹性薄膜耦合问题的特征线分裂有限元解法.首先,给出了流场和结构的控制方程.然后,对流场、结构以及流固耦合的具体求解过程进行了描述.其中,流场求解采用改进特征线分裂方法和双时间步方法相结合的隐式求解方... 提出了一种不可压缩流体与弹性薄膜耦合问题的特征线分裂有限元解法.首先,给出了流场和结构的控制方程.然后,对流场、结构以及流固耦合的具体求解过程进行了描述.其中,流场求解采用改进特征线分裂方法和双时间步方法相结合的隐式求解方式,并利用艾特肯加速法对每个时间步的迭代收敛过程进行了加速处理;结构部分的空间离散和时间积分分别采用伽辽金有限元方法和广义方法,并通过牛顿迭代法对所得非线性代数方程组进行了求解;流场网格的更新采用弹簧近似法;流场、结构两求解模块之间采用松耦合方式.最后,采用该方法对具有弹性底面的方腔顶盖驱动流问题进行了求解,验证了算法的准确性和稳定性.此外,计算结果表明艾特肯加速法可以显著地提高双时间步方法迭代求解过程的收敛速度. 展开更多

关键词 特征线分裂算法 有限元 流固耦合 双时间步方法 艾特肯加速法 广义-α方法

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面向对象有限元程序的数据设计 被引量：6

17

作者 孔祥安 翟已 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第4期355-360,共6页

面向对象语言丰富的数据类型及类的继承性为有限元方法提供了更高的数据安全性和设计灵活性，同时也带来了一些传统的面向过程程序设计方法所没有的问题。本文用封装在类里的数据代替Ｆｏｒｔｒａｎ有限元程序中的公用区变量以降低耦合... 面向对象语言丰富的数据类型及类的继承性为有限元方法提供了更高的数据安全性和设计灵活性，同时也带来了一些传统的面向过程程序设计方法所没有的问题。本文用封装在类里的数据代替Ｆｏｒｔｒａｎ有限元程序中的公用区变量以降低耦合性；用静态变量定义类对象的共同属性以减少冗余性；用单元对象的链表结构取代单元文件以提高单元管理的效率和灵活性。对面向对象有限元程序设计所涉及的数据设计和维护的其它方面也进行了讨论。 展开更多

关键词 有限元法 数据结构 面对对象 程序设计

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弹性楔形体各状态参数对入水运动性能的影响 被引量：6

18

作者 王文华 黄一 +2 位作者 王言英 翟钢军 黄亚南 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期1320-1330,共11页

为了分析砰击问题的各种状态参数对船舶入水运动性能的影响,文章采用一种新的CFD(Computational Fluid Dynamic)方法动态数值模拟了二维弹性楔形结构的自由入水过程。此方法利用液面捕捉法和直角切割网格系统解决入水过程中瞬时移动的... 为了分析砰击问题的各种状态参数对船舶入水运动性能的影响,文章采用一种新的CFD(Computational Fluid Dynamic)方法动态数值模拟了二维弹性楔形结构的自由入水过程。此方法利用液面捕捉法和直角切割网格系统解决入水过程中瞬时移动的自由液面和动边界问题,结合弹性板条梁结构的有限元理论将算法扩展应用于弹性结构的入水特性分析。其中,根据流场的直角切割网格和弹性结构的板条梁单元的特点,提出适合该文算法的流固耦合策略和边界数据传递方法。通过与实验数据进行比较,证明了文中算法求解弹性楔形体入水问题的正确性和合理性。最后,建立不同状态参数(结构材料属性、板厚和质量、底面斜升角和入水高度等)的弹性楔形结构自由入水模型,研究了各参数对自由入水的弹性楔形结构的整体运动性能和局部变形响应的影响。 展开更多

关键词 弹性楔形结构 自由入水 液面捕捉法 直角切割网格系统 有限元理论 数据传递方法

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有限元法的一种数据结构 被引量：2

19

作者 陈德智 姜贺 +1 位作者 张哲 潘瑞敏 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期1-7,共7页

稀疏矩阵非零元素压缩存储技术是处理大型有限元方程的必要手段,采用合适的数据结构是提高计算效率的关键。本文提出一种基于单元边索引的非零元素压缩存储方案,这种方案利用了单元边与总体矩阵中非零元素之间的一一对应关系,概念清晰... 稀疏矩阵非零元素压缩存储技术是处理大型有限元方程的必要手段,采用合适的数据结构是提高计算效率的关键。本文提出一种基于单元边索引的非零元素压缩存储方案,这种方案利用了单元边与总体矩阵中非零元素之间的一一对应关系,概念清晰。由于每个元素在压缩向量中的位置在网格划分阶段就确定了,因此在单元分析过程中就可以直接完成总体系数阵的压缩存储和边界条件处理,无需繁冗的寻址计算,矩阵的求解运算也非常便捷,最大限度地减少了有限元分析的内存需求,提高了计算效率。文中对相应的数据结构和算法描述做了详细的讨论,并通过一个涡流检测问题的有限元算例验证了本文方法的有效性。该方案可以方便地推广用于三维有限元问题和高阶单元。 展开更多

关键词 电磁场有限元 总体系数阵组装 稀疏矩阵 非零元素存储 数据结构 单元边

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翼身融合水下滑翔机舱体−骨架耦合结构的离散优化设计 被引量：4

20

作者 董华超 王鹏 张益进 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第4期70-78,共9页

[目的]运用基于数据驱动的离散优化思路,对翼身融合水下滑翔机舱体−骨架耦合结构进行优化设计。[方法]首先,采用一种Kriging辅助的离散全局优化(KDGO)算法解决计算代价昂贵的黑箱问题,该算法采用一种新颖的加点策略来捕获性能较好的离... [目的]运用基于数据驱动的离散优化思路,对翼身融合水下滑翔机舱体−骨架耦合结构进行优化设计。[方法]首先,采用一种Kriging辅助的离散全局优化(KDGO)算法解决计算代价昂贵的黑箱问题,该算法采用一种新颖的加点策略来捕获性能较好的离散样本点,并在该加点策略中引入多起点数据挖掘方法,主要包含多起点优化、投影、采样和选择4个阶段。其次,建立骨架−舱体耦合结构的参数化模型,并对耦合结构进行吊放变形和深水受压工况的有限元分析。接着,以浮−重比为目标,把骨架结构、舱体结构的强度与稳定性指标作为约束,同时考虑外形和舱体之间的干涉以及骨架和舱体的耦合关系,建立整体耦合结构的离散优化数学模型。最后,将离散优化算法与耦合结构仿真相结合,搭建整体优化框架,同时采用KDGO算法进行200次函数评估,并对实验设计(DOE)采样阶段最优可行点和优化后全局最优点进行对比。[结果]结果显示,全局最优点所对应耦合结构的浮−重比提升了近40%,结果令人满意。[结论]所做研究可为翼身融合水下滑翔机舱体−骨架耦合结构的设计提供参考。 展开更多

关键词 KRIGING模型 数据挖掘 结构设计 结构优化 参数化建模 有限元分析

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