谱元法(spectral element method,SEM)是一种结合有限元法(finite element method,FEM)、动力刚度法(dynamic stiffness method,DSM)和谱分析法(spectral analysis method,SAM)的高效且精确的动力学分析方法。本研究综述了谱元法在结构...谱元法(spectral element method,SEM)是一种结合有限元法(finite element method,FEM)、动力刚度法(dynamic stiffness method,DSM)和谱分析法(spectral analysis method,SAM)的高效且精确的动力学分析方法。本研究综述了谱元法在结构动力学分析领域的研究进展。首先介绍了谱元法的基本原理及其在动力学分析中的优势;其次,针对梁、板等基本力学模型,阐述了其谱元建模方法;随后,探讨了谱元法在结构动力学中的具体应用,并分析了其在工程实践中的潜力;最后,提出了谱元法未来的发展方向,以供研究人员参考。展开更多
针对自由表面流动与弹性结构的流固耦合计算效率低、计算耗时长的问题,将流体体积法与基于结构-虚拟弹性体的快速动网格方法相结合,发展了一种适用于自由表面流动的高效流固耦合方法。使用流体体积(volume of fluid,VOF)法对流体自由表...针对自由表面流动与弹性结构的流固耦合计算效率低、计算耗时长的问题,将流体体积法与基于结构-虚拟弹性体的快速动网格方法相结合,发展了一种适用于自由表面流动的高效流固耦合方法。使用流体体积(volume of fluid,VOF)法对流体自由表面进行追踪;将流体域视为虚拟弹性体并构建结构-虚拟弹性体系统,以流固耦合界面的多相流体力为激励求解系统的动力学方程得到结构振动位移和流场网格变形;在每一个时间步内依次求解流体流动、结构变形和流场动网格,实现流固耦合计算。基于发展的方法计算了溃坝水流冲击下弹性挡板的流固耦合响应,得到了溃坝水流的自由液面和弹性挡板的运动行为,结果表明:自由液面演变和弹性挡板振动位移的计算结果与已有算法的结果吻合良好;在同等网格规模下,与已有算法相比本文方法可减少33.3%的计算时间;在水流冲击作用下,弹性挡板向冲击侧小幅弯曲。随后水流沿挡板左侧上升并形成射流,挡板向另一侧大幅弯曲。最后由于两侧流体的阻尼,挡板振幅逐渐衰减。展开更多
文摘谱元法(spectral element method,SEM)是一种结合有限元法(finite element method,FEM)、动力刚度法(dynamic stiffness method,DSM)和谱分析法(spectral analysis method,SAM)的高效且精确的动力学分析方法。本研究综述了谱元法在结构动力学分析领域的研究进展。首先介绍了谱元法的基本原理及其在动力学分析中的优势;其次,针对梁、板等基本力学模型,阐述了其谱元建模方法;随后,探讨了谱元法在结构动力学中的具体应用,并分析了其在工程实践中的潜力;最后,提出了谱元法未来的发展方向,以供研究人员参考。
文摘针对自由表面流动与弹性结构的流固耦合计算效率低、计算耗时长的问题,将流体体积法与基于结构-虚拟弹性体的快速动网格方法相结合,发展了一种适用于自由表面流动的高效流固耦合方法。使用流体体积(volume of fluid,VOF)法对流体自由表面进行追踪;将流体域视为虚拟弹性体并构建结构-虚拟弹性体系统,以流固耦合界面的多相流体力为激励求解系统的动力学方程得到结构振动位移和流场网格变形;在每一个时间步内依次求解流体流动、结构变形和流场动网格,实现流固耦合计算。基于发展的方法计算了溃坝水流冲击下弹性挡板的流固耦合响应,得到了溃坝水流的自由液面和弹性挡板的运动行为,结果表明:自由液面演变和弹性挡板振动位移的计算结果与已有算法的结果吻合良好;在同等网格规模下,与已有算法相比本文方法可减少33.3%的计算时间;在水流冲击作用下,弹性挡板向冲击侧小幅弯曲。随后水流沿挡板左侧上升并形成射流,挡板向另一侧大幅弯曲。最后由于两侧流体的阻尼,挡板振幅逐渐衰减。
