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一种高效的霍尔电场数值模拟方法
1
作者
李恒
金科
+3 位作者
寇勇
李凯
王斌
叶柳青
《力学学报》
北大核心
2025年第1期79-88,共10页
针对高超声速飞行器电磁调控分析中霍尔电场高效数值模拟方法的需求,以磁流体动力学基本原理为基础,构造了双曲形式的霍尔电场控制方程.基于自行开发的计算流体力学数值求解框架,在非结构混合网格上通过格心有限体积方法建立了新的霍尔...
针对高超声速飞行器电磁调控分析中霍尔电场高效数值模拟方法的需求,以磁流体动力学基本原理为基础,构造了双曲形式的霍尔电场控制方程.基于自行开发的计算流体力学数值求解框架,在非结构混合网格上通过格心有限体积方法建立了新的霍尔电场数值模拟方法.迎风分裂格式基于Rusanov格式,时间推进基于LU-SGS隐式算法.以立方体区域泊松方程算例和分段电极流动通道霍尔电势算例为例对文章数值方法的准确性、收敛特性以及计算效率进行了考核和验证.数值模拟结果表明,当前数值方法计算结果与传统方法相同,且具有良好的收敛特性,对于立方体区域泊松方程算例,当前方法所需墙上时间为传统方法的28.76%,而对于分段电极流动通道霍尔电势算例,当前方法所需墙上时间仅为传统方法的0.61%.文章提出的新的霍尔电场数值模拟方法具有较高的计算效率.
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关键词
计算流体力学
磁流体动力学
霍尔效应
泊松方程
数值模拟
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职称材料
多尺度方法预测复合材料层板裂纹扩展
被引量:
5
2
作者
储辰辰
蔡恒
+1 位作者
乔晓军
叶俊杰
《西安电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期45-51,共7页
为了研究复合材料层板在细观和宏观尺度上的损伤分布,文中基于高精度通用单胞细观力学模型,发展了一种多尺度分析方法.该方法只需纤维和基体的材料属性、强度参数及纤维体积含量,而无需复合材料层合板的弹性参数和强度参数.文中使用该...
为了研究复合材料层板在细观和宏观尺度上的损伤分布,文中基于高精度通用单胞细观力学模型,发展了一种多尺度分析方法.该方法只需纤维和基体的材料属性、强度参数及纤维体积含量,而无需复合材料层合板的弹性参数和强度参数.文中使用该方法分析了复合材料结构的宏细观上的应力应变场;结合多尺度损伤模型,研究了复合材料的细观损伤以及宏观的裂纹扩展;通过二次开发ANSYS/LS-DYNA软件,文中将高精度通用单胞细观力学模型编译到用户自定义材料子程序中;使用这种方法分析了开孔层板轴向拉伸条件下的各个分层的应力分布、组分失效模式和裂纹扩展.并将计算结果与实验结果对比,结果表明:数值模拟随时间变化的应力曲线与实验所得的曲线能较好的吻合;预测的裂纹扩展与实验结果比较吻合.
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关键词
复合材料
高精度通用单胞模型
多尺度损伤
裂纹扩展
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职称材料
压电阵列双相能量收集器的有限元分析模型
被引量:
1
3
作者
师阳
李妮
+1 位作者
李勇
杨勇
《电子机械工程》
2021年第2期50-54,共5页
文中基于压电阵列双相能量收集器的压电效应和磁–力–电耦合效应,提出了一种宽频的能量收集结构。该结构可同时俘获环境中广泛存在的机械振动和磁场能量,从而实现低功耗电子设备的自供电。利用有限元软件COMSOL建立了压电阵列双相能量...
文中基于压电阵列双相能量收集器的压电效应和磁–力–电耦合效应,提出了一种宽频的能量收集结构。该结构可同时俘获环境中广泛存在的机械振动和磁场能量,从而实现低功耗电子设备的自供电。利用有限元软件COMSOL建立了压电阵列双相能量收集器的几何模型并进行数值仿真,分析了不同载荷以及组份材料参数对俘能器性能的影响。研究结果表明,压电阵列双相能量收集器能同时有效地收集机械振动和磁场能量,且各单元串联时可提高输出电压幅值、拓宽共振频带。通过调节材料参数,可以灵活调节俘能器的谐振频率,从而获得最佳电能输出。文中的仿真结果为高性能俘能器的设计提供了一定的理论指导。
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关键词
压电阵列
磁–力–电耦合
能量收集
宽频带
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职称材料
题名
一种高效的霍尔电场数值模拟方法
1
作者
李恒
金科
寇勇
李凯
王斌
叶柳青
机构
西安电子科技大学
空间科学与技术学院
西安电子科技大学
广州
研究
院
陕西省空间超限探测重点实验室
西安电子科技大学应用力学研究中心
出处
《力学学报》
北大核心
2025年第1期79-88,共10页
基金
国家自然科学基金(12202331)
广东省基础与应用基础研究基金(2021A1515110002)
+1 种基金
陕西省自然科学基础研究计划(2022JQ-028)
中央高校基本科研业务费(XJS211304)资助项目。
文摘
针对高超声速飞行器电磁调控分析中霍尔电场高效数值模拟方法的需求,以磁流体动力学基本原理为基础,构造了双曲形式的霍尔电场控制方程.基于自行开发的计算流体力学数值求解框架,在非结构混合网格上通过格心有限体积方法建立了新的霍尔电场数值模拟方法.迎风分裂格式基于Rusanov格式,时间推进基于LU-SGS隐式算法.以立方体区域泊松方程算例和分段电极流动通道霍尔电势算例为例对文章数值方法的准确性、收敛特性以及计算效率进行了考核和验证.数值模拟结果表明,当前数值方法计算结果与传统方法相同,且具有良好的收敛特性,对于立方体区域泊松方程算例,当前方法所需墙上时间为传统方法的28.76%,而对于分段电极流动通道霍尔电势算例,当前方法所需墙上时间仅为传统方法的0.61%.文章提出的新的霍尔电场数值模拟方法具有较高的计算效率.
关键词
计算流体力学
磁流体动力学
霍尔效应
泊松方程
数值模拟
Keywords
computational fluid dynamics
magnetohydrodynamics
Hall effect
Poisson’s equation
numerical simulation
分类号
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
V411.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
O361.3 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
多尺度方法预测复合材料层板裂纹扩展
被引量:
5
2
作者
储辰辰
蔡恒
乔晓军
叶俊杰
机构
西安电子科技大学应用力学研究中心
太原重工股份有限公司技术
中心
出处
《西安电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期45-51,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51675397
51305320)
文摘
为了研究复合材料层板在细观和宏观尺度上的损伤分布,文中基于高精度通用单胞细观力学模型,发展了一种多尺度分析方法.该方法只需纤维和基体的材料属性、强度参数及纤维体积含量,而无需复合材料层合板的弹性参数和强度参数.文中使用该方法分析了复合材料结构的宏细观上的应力应变场;结合多尺度损伤模型,研究了复合材料的细观损伤以及宏观的裂纹扩展;通过二次开发ANSYS/LS-DYNA软件,文中将高精度通用单胞细观力学模型编译到用户自定义材料子程序中;使用这种方法分析了开孔层板轴向拉伸条件下的各个分层的应力分布、组分失效模式和裂纹扩展.并将计算结果与实验结果对比,结果表明:数值模拟随时间变化的应力曲线与实验所得的曲线能较好的吻合;预测的裂纹扩展与实验结果比较吻合.
关键词
复合材料
高精度通用单胞模型
多尺度损伤
裂纹扩展
Keywords
composites
high-fidelity generalized method of cells
multi-scale damage analysis
crack extension
分类号
V258 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
压电阵列双相能量收集器的有限元分析模型
被引量:
1
3
作者
师阳
李妮
李勇
杨勇
机构
西安电子科技大学
机电工程学院
西安电子科技大学应用力学研究中心
出处
《电子机械工程》
2021年第2期50-54,共5页
文摘
文中基于压电阵列双相能量收集器的压电效应和磁–力–电耦合效应,提出了一种宽频的能量收集结构。该结构可同时俘获环境中广泛存在的机械振动和磁场能量,从而实现低功耗电子设备的自供电。利用有限元软件COMSOL建立了压电阵列双相能量收集器的几何模型并进行数值仿真,分析了不同载荷以及组份材料参数对俘能器性能的影响。研究结果表明,压电阵列双相能量收集器能同时有效地收集机械振动和磁场能量,且各单元串联时可提高输出电压幅值、拓宽共振频带。通过调节材料参数,可以灵活调节俘能器的谐振频率,从而获得最佳电能输出。文中的仿真结果为高性能俘能器的设计提供了一定的理论指导。
关键词
压电阵列
磁–力–电耦合
能量收集
宽频带
Keywords
piezoelectric array
magneto-elastic-electric coupling
energy harvesting
wide bandwidth
分类号
TM619 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
一种高效的霍尔电场数值模拟方法
李恒
金科
寇勇
李凯
王斌
叶柳青
《力学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
多尺度方法预测复合材料层板裂纹扩展
储辰辰
蔡恒
乔晓军
叶俊杰
《西安电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
5
在线阅读
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职称材料
3
压电阵列双相能量收集器的有限元分析模型
师阳
李妮
李勇
杨勇
《电子机械工程》
2021
1
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职称材料
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