有限分析法

摘要： 近年来有限分析法被广泛应用于模拟土壤水分运移.混合型有限分析法通常使用一阶有限差分近似代替Richards方程中的时间导数项.尽管这种方法与其他的数值方法(例如有限差分法)相比,能获得精确度更高的数值解,但是当需要精细刻画陡峭湿润锋面向下传输过程时,需要对时间项的处理提出更高的要求.因此,该研究提出一种从时域和空间域获取局部解析解的改进型有限分析计算格式来克服上述问题.将改进的有限分析法的数值解、混合型有限分析的数值解、有限差分数值解与解析解定量化对比研究发现,改进型有限分析计算格式在较大空间步长条件下(空间步长为10 cm),能够获得精度较好的数值解,且能更好地控制质量平衡误差.此外,改进的有限分析法能获得与现有的软件(VSAFT2)相似的计算结果.该研究能为包气带水分运移模拟提供一种可靠的方法,推动区域土壤水资源的评价与管理.

摘要： 基于时间关联的双曲型缓坡方程，采用九点有限分析法，建立近岸波浪传播变形的数值模式，在对时间关联的双曲型缓坡方程数值离散时，空间导数采用九点有限分析法，时间导数仍采用有限差分法，再采用质量集中方法得到本文的数值模式。为了验证本模式的数值精度和有效性，分别对Berkhoff(1972)实验和突堤地形进行数值模拟，结果表明本模式的模拟值与物理模型试验值、解析解及有限差分模式的模拟值吻合良好，表明本模式可以对近岸波浪传播过程中折射、绕射、反射、浅水变形、波浪破碎和弱非线性等因素的影响进行较好的预测。%A numerical model for wave propagation is proposed, which is accomplished by nine point finite-analytic methods based on the time-dependent hyperbolic mild-slope wave equation. The space’s differential is introduced by nine point finite-analytic meth-od and the time’s differential is introduced by finite-difference method when the time-dependent hyperbolic mild-slope wave equation is dispersed, and the numerical model has been got by the lumped mass method. The Berkhoff(1972) experiment and a breakwater stand out are simulated for validating the precision and validity of my numerical model. The calculated results are in agreement with the experimental value, theoretical and finite-difference model’s solution, that indicate that my model is capable of giving good pre-dictions of wave refraction, diffraction, shoaling, breaking energy dissipation and weakly nonlinearity in the near shore zone.

摘要： 由于描述包气带水分运移的Richard方程具有高度非线性,常用数值方法求解。有限分析法可以较好地保持原有问题的物理特性,近年来被广泛应用于环境及农业工程领域。基于不同的原理,目前有两种有限分析法模拟非饱和带水分运移问题,即基于局部线性化有限分析法和基于Kirchhoff变换有限分析法。为探讨两者在求解非饱和带水分运移问题时数值表现的差异性,采用已有解析解对两种方法进行初步验证;使用两个数值实验比较两种方法的计算精度;应用实测数据验证Kirchhoff变换有限分析法。相比于局部线性化有限分析法,Kirchhoff变换有限分析法能够更好地控制误差及获得更高精度的数值解。该研究对于完善非饱和带水分运移有限分析数值模拟的理论与方法有重要意义。

摘要： 利用有限元分析软件，建立圆拉刀切削过程的有限元模型，得到拉刀切削时的切削力和应力分布情况。分析拉刀前角、后角以及齿升量和切削速度对应力的影响，为改善受力对切削精度的影响及合理设计拉刀结构提供了理论依据。研究结果表明，切削速度对应力的影响大于每齿进给量、后角和前角对应力的影响，且后角对应力的影响最小。

摘要： Based on the FEM analysis software AdvantEdge ,a finite element model for cutting process of the broach was established.Force and stress of the tooth during working process were obtained in the model .The result can provide a theoretical basis to improve the effect of stress on broach cutting accuracy and also opti-mize the tool structure when the broach parameters,including rake angle,relief angle,cutting speed and chip load tooth were analyzed .The results shows that cutting speed exerts the greater influence on the stress than feed per tooth,rake angle,relief angle.And the relief angle has the smallest influence on the stress .%利用有限元分析软件，建立圆拉刀切削过程的有限元模型，得到拉刀切削时的切削力和应力分布情况。分析拉刀前角、后角以及齿升量和切削速度对应力的影响，为改善受力对切削精度的影响及合理设计拉刀结构提供了理论依据。研究结果表明，切削速度对应力的影响大于每齿进给量、后角和前角对应力的影响，且后角对应力的影响最小。

摘要： 研究双层幕墙在外界大气总风压及温差作用下引起热气流流动状态,简化计算模型,建立通道各截面气流的贝努里能量方程、质量连续方程及相关动量方程、温度场方程,并在一维流动下寻求方程组的解析解,同时设计有限分析计算程序和给出计算实例.

摘要： 建立了幕墙正交索网结构的计算力学模型,研究单层索网在网点分配荷载及预张力作用下的平衡方程、位移协调和变形体位能驻值方程,构成多变元的非线性耦合方程组.采用有限分析法将非线性耦合方程组解耦,寻求局部解析解再转化为全局数值解,设计小尺度实际模型在多点荷载作用下的内力和变形的实验,最后给出相关算例.

摘要： 阐述了热通道幕墙内部通道气流流动的规律.采用一维流动计算模型,建立各有限段剖面气流的贝努里能量方程、质量连续性方程,运用有限分析法寻求数值解,并设计专用的计算程序.通过热通道幕墙的多种工程模型试验,观察进出风口流场结构,实测局部阻力损失系数.最后给出了计算实例.

摘要： 建立了幕墙正交索网结构的计算力学模型,研究单层索网在网点分配荷载及预张力作用下的平衡方程、位移协调和变形体位能驻值方程,构成多变元的非线性耦合方程组.采用有限分析法将非线性耦合方程组解耦,寻求局部解析解再转化为全局数值解.设计小尺度实际模型在多点荷载作用下的内力和变形的实验.最后给出相关算例.

摘要： 本文建立在复合荷载作用下折线钢索的平衡方程和变形协调方程,计算正、负风压钢索的伸长量,确定钢索预张力,再采用有限分析法计算折线钢索预张力和复合荷载作用的内力和位移,最后给出工程应用计算实例.

摘要： 有限分析法(FAM)是一种单元网格上的精确解与整个计算区域数值解结合的方法.本文使用原始变量Navier-Stokes方程,对后台阶层流流动和轴对称突扩通道进行数值模拟,将FAM与Simple系列方法结合,计算结果与实验结果比较,表明FAM的Simplec方法最优.

摘要： 该文将有限分析法和高阶紧致格式两种计算方法相结合，发展一种新的计算方法，并用它在非交错网格上求解二维不可压N-S方程组，计算结果表明，该文的算法能较好的集 中这两种计算方法的优点，较易推广到工程上复杂流动问题的计算。

摘要： PDF方程的封闭和求解问题是PDF两相流理论的一大难题,本文提出一个求解PDF方程的有限分析/网格混合算法.首先采用Lagrange方法计算颗粒相二阶矩,以此封闭PDF动量方程,然后求解两阶矩Euler模型得到颗粒的浓度和速度分布,流体和颗粒反复耦合得到两相流场.该算法不仅封闭了PDF方程,同时兼具Lagrange方法和Euler方法的优越性.

摘要： PDF方程的封闭和求解问题是PDF两相流理论的一大难题,本文提出一个求解PDF方程的有限分析/网格混合算法.首先采用Lagrange方法计算颗粒相二阶矩,以此封闭PDF动量方程,然后求解两阶矩Euler模型得到颗粒的浓度和速度分布,流体和颗粒反复耦合得到两相流场.该算法不仅封闭了PDF方程,同时兼具Lagrange方法和Euler方法的优越性.

摘要： PDF方程的封闭和求解问题是PDF两相流理论的一大难题,本文提出一个求解PDF方程的有限分析/网格混合算法.首先采用Lagrange方法计算颗粒相二阶矩,以此封闭PDF动量方程,然后求解两阶矩Euler模型得到颗粒的浓度和速度分布,流体和颗粒反复耦合得到两相流场.该算法不仅封闭了PDF方程,同时兼具Lagrange方法和Euler方法的优越性.

摘要： PDF方程的封闭和求解问题是PDF两相流理论的一大难题,本文提出一个求解PDF方程的有限分析/网格混合算法.首先采用Lagrange方法计算颗粒相二阶矩,以此封闭PDF动量方程,然后求解两阶矩Euler模型得到颗粒的浓度和速度分布,流体和颗粒反复耦合得到两相流场.该算法不仅封闭了PDF方程,同时兼具Lagrange方法和Euler方法的优越性.

摘要： PDF方程的封闭和求解问题是PDF两相流理论的一大难题,本文提出一个求解PDF方程的有限分析/网格混合算法.首先采用Lagrange方法计算颗粒相二阶矩,以此封闭PDF动量方程,然后求解两阶矩Euler模型得到颗粒的浓度和速度分布,流体和颗粒反复耦合得到两相流场.该算法不仅封闭了PDF方程,同时兼具Lagrange方法和Euler方法的优越性.

摘要： PDF方程的封闭和求解问题是PDF两相流理论的一大难题,本文提出一个求解PDF方程的有限分析/网格混合算法.首先采用Lagrange方法计算颗粒相二阶矩,以此封闭PDF动量方程,然后求解两阶矩Euler模型得到颗粒的浓度和速度分布,流体和颗粒反复耦合得到两相流场.该算法不仅封闭了PDF方程,同时兼具Lagrange方法和Euler方法的优越性.

摘要： 本发明提供了基于包壳材料在电磁感应加热条件下的温度分布有限元分析法；对LOCA条件下的包壳材料进行热场分析；通过前处理软件SOLIDWORKS，将被研究物体进行3D建模，并将建好的模型导入到多物理场耦合软件COMSOL中；对感应加热线圈进行电磁特性分析，得出电磁场的分布规律云图，并将其转化为热源，耦合到固体传热模块中去，进而得出被研究物体的表面和中心处的温升；本发明目的是研究在不同温度升高情况下，金属体内温度分布情况，并和实验进行对比，最终实现用仿真分析的方法去替代实验测试。

摘要： 本发明提供一种基于真实粗糙表面的交叉金属线接触热阻有限元分析法，对交叉梁的模型进行力学分析，基于能量守恒原理得到梁的挠度与作用力的关系。并通过原子力显微镜扫描真实金属线的表面得到其表面形貌，并将其导入到Gwyddion软件分析其表面的算术平均偏差Ra，计算机通过MATLAB软件生成对应粗糙度的符合高斯分布的粗糙表面，输出表面高度坐标矩阵。将高度坐标矩阵导入Ansys中进行三维建模、网格划分、逐步施加位移和载荷条件，对接触表面的接触热阻进行相关分析。本发明所提供的方法充分考虑真实粗糙表面的情况，能够提高表面接触热阻分析的准确性和可靠性。

摘要： 本发明属于三维模型重建技术，特别涉及一种融合有限元分析法的超声波三维快速重建及分析方法，所述重建方法包括：以超声波点阵所在的平面为x‑y平面建立笛卡尔坐标系；对所需要扫描的空间域进行网格化剖分，将需要扫描的空间划分为多个子空间；在已进行网络划分的扫描空间中，利用M×N的超声波点阵分别对物体的主视图、仰视图、左视图、右视图、俯视图、后视图进行数据的采集；针对每个视图的超声波点阵，进行三维三次样条插值，获得该视图的三维曲面；将物体各个视图的三维曲面进行拼接，获得物体的三维模型；本发明不依赖计算机成像辅助算法，图像清晰度具有大幅提高；同时本申请数据运算量少，大幅度减少空间感知信息。

摘要： 本发明公开了一种基于有限元分析法的大跨度钢结构指标变化预测方法，包括以下步骤：步骤100、获取大跨度钢结构原始指标数据，并将原始指标数据存储在Excel表格中；步骤200、依据指标数据参数范围建立函数模型，采用大型有限元软件ABAQUS建立有限元节点模型；步骤300、将原始指标数据表导入ABAQUS有限元节点模型中，自动输出节点刚度；步骤400、根据节点刚度参数分析各因素影响权重，利用非完全相似误差预测法获取数据误差预测指标，建立了精确的节点有限元模型，分析端板连接节点的模型与原型应力分布的一致性，获取对应的主要影响因素，通过构建不完全相似的节点模型数据库，将相似误差预测问题根据具体情况区分层次，降低了模型的复杂程度，提高了预测精度。

摘要： 本发明涉及阻垢器测试技术领域，公开了一种基于Fluent有限元分析法的阻垢器测试方法，其技术方案要点是包括如下步骤：对阻垢器进行建模，并对建立好的阻垢器模型进行网格划分，指定流体进出的边界；根据阻垢器模型设立控制方程式，并设定控制参数、物性参数以及流体进出条件；将阻垢器的实际参数输入到控制方程式中，对其进行迭代计算和收敛性检验；输出可视化模拟结果，对阻垢器的结构设计或优化方向给出基于数值模拟技术的理论指导，并结合已有设计给出验证或优化结论。

摘要： 本发明提供一种不同风压等级下的动力学响应有限元分析法，所述方法包括以下步骤：根据台风数据，基于高斯风场时间历程，得到基于JT变换的非高斯脉动风场时间历程；对不同风压等级下的塔线体系进行动力学分析；通过概念建模得到铁塔与架空导线的线体模型，添加瞬态分析模块；对铁塔及导线进行固定约束；施加非高斯风载荷，得到非高斯风场下导线的摆动情况；施加自重载荷、不同风压等级的风载荷，得到被研究模型在不同风压等级下的动力学响应规律。本发明在建立塔线体系的线体模型的同时能够得到塔线体系中不同位置处的变形情况，且模拟过程相对简单且易于实现。

摘要： 本发明提出了一种模锻件成型工装组，主要包括：第一模组、第二模组和第三模组，所述第一模组由第一上模和第一下模组成，所述第一下模处设置有第一仿形台阶；所述第二模组由第二上模和第二下模组成，所述第二上模的下部设置有第二冲头，所述第二下模处依次设置有第二仿形台阶A、第二仿形台阶B和第二仿形台阶C，所述第二下模的中部设置有第二圆孔；所述第三模组由第三上模和第三下模组成，所述第三上模的下部设置有第三冲头，所述第三下模处依次设置有第三仿形台阶A、第三仿形台阶B和第三仿形台阶C，所述第三下模的中部设置有第三圆孔；本发明还公开了一种基于有限元分析法的模锻件的成型工艺。本发明能够提高原材料利用率及产品合格率。

摘要： 本发明提供了基于包壳材料在电磁感应加热条件下的温度分布有限元分析法；对LOCA条件下的包壳材料进行热场分析；通过前处理软件SOLIDWORKS，将被研究物体进行3D建模，并将建好的模型导入到多物理场耦合软件COMSOL中；对感应加热线圈进行电磁特性分析，得出电磁场的分布规律云图，并将其转化为热源，耦合到固体传热模块中去，进而得出被研究物体的表面和中心处的温升；本发明目的是研究在不同温度升高情况下，金属体内温度分布情况，并和实验进行对比，最终实现用仿真分析的方法去替代实验测试。

摘要： 本发明公开了基于粒子群优化和蒙特卡罗模拟的滑坡有限元区间分析法，包括如下步骤：(1)确定滑坡有限元区间分析所需的不确定性岩土体参数及其区间范围，作为粒子群优化算法的搜索变量和搜索空间；(2)根据安全系数计算公式确定算法的适应度函数；(3)采用蒙特卡罗方法计算安全系数区间；(4)初次迭代，将初始岩土体参数代入有限元计算适应度值，判断初次迭代步种群历史最优位置和粒子历史最优位置；(5)再次迭代，判断初次迭代步至当前迭代步种群历史最优位置和粒子历史最优位置；(6)重复步骤(5)直至算法达到终止准则。该方法可获得精确安全系数区间，有效避免区间扩张，同时避免局部收敛。

摘要： 本发明公开了一种基于最小能量有限元数值分析法的焊接参数优化方法，步骤包括：基于PWM占空比的自动调光，保持图像采集质量一致；通过图像采集装置实时采集焊点形态图像参数；基于最小能量有限元数值分析法建立直插式元器件的焊点三维形态模型；利用热疲劳计算公式对建立的三维焊点模型进行焊点寿命预测；利用回归方程找出焊接参数最优解；存储焊接参数信息，扩展焊接工艺库。本发明提出基于最小能量有限元数值分析法进行焊接参数优化，所设计方法适用于管脚尺寸、数量、布局不同的直插式元器件，解决了直插式元器件焊接自动化程度低的难题，为实现焊接的全自动化奠定了良好的基础。