我国高层建筑设计计算的回顾及存在的问题

本文综述了近４０年来国内高层建筑结构设计计算的进展．回顾了以手算为基础的各种算法；以杆件为单元的矩阵位移法；以解析、半解析方法为基础的常微分方程求解器方法；多种单元组合的有限元方法；结构的动力特性及动力时程分析；高层建筑ＣＡＤ研究；高层建筑结构力学分析中急待解决的专门问题等．此外对高层建筑力学分析近期进一步研究的课题作了展望．     

不同模量弹性问题理论及有限元法研究进展

随着科学技术的日益发展，对材料力学性质的研究提出了更高的要求，研制新型的材料以及挖掘材料自身特性的潜力，已成为新的研究动向．简述了不同模量弹性问题理论及其有限元法的研究与发展．利用等效的概念，对Ambartsumyan有限元计算模型、Jones有限元计算模型、张允真等有限元计算模型、叶志明等计算模型进行改进和探讨．通过不同模量弹性理论及其有限元方法在实际工程构件问题分析中的应用表明，若沿用相同模量弹性理论或有限元对有关问题进行计算，其结果将与采用不同模量模型材料所得的刚度和强度有较大的偏差。     

37mm冲压加速器试验和计算

气动中心超高速所自1995年正式开展冲压加速器研究以来,自行研制成功了国内第一座冲压加速器．给出冲压加速器这一新型超高速发射器的工作原理及国内外研究现状,然后介绍气动中心超高速所37mm冲压加速器系统组成、典型发射试验结果及有关的数值计算工作．     

首次MIT国际计算流体力不与计算固体力学学术会议简介

１会议概况首次ＭＩＴ国际计算流体力学与计算固体力学学术会议于２００１年６月１２日～６月１５日在美国麻省理工学院召开．会议由美国麻省理工学院机械系的Ｋ．　Ｊ．　Ｂａｔｈｅ教授担任主席,是以一个学校的名义主办的计算力学领域高水平的国际学术会议．会议的宗旨是：把工业界和学术界集合到一起,并培育计算力学的一代新人．投稿经过比较严格的筛选,共录用收入论文集的论文４４６篇,其中大会报告８篇,固体与结构１５３篇,流体７２篇,多物理场１０２篇,自然对流问题的计算流体力学１６篇,优化与设计４８篇,独立于物理应用的…     

光滑抛物线约束质点运动问题的研究

利用非线性动力学的原理和方法，通过对不动点类型的分析，数值计算给出所研究系统的相图，从而得出质点在不同条件下的运动情况．     

并行计算机和计算流体力学并行算法

对研制计算流体力学高效并行算法及软件具有重要意义的并行计算问题提出了导引性的看法．首先综述了并行计算机的主要设计特征并简要描述了市场现有的几种并行系统．接着介绍了一些有关研制并行算法及评价其性能的重要概念．然后讨论了如何使分布式内存并行计算机的运行负载不平衡和通信开销达到最小．最后列举了计算流体力学某些算例的测试结果．本文的重点是结构网格和分程序结构网格的应用，但这些概念和方法对非结构网格同样有效     

平原水库静冰压力推坡计算

本进行了冰压力推坡计算研究，即在冰推力下，堤坝护坡结构强度校核问题，采用不同方法计算了冰压力的推坡作用，给出了计算实例．     

水电站压力钢管外压稳定问题的数值仿真研究

水电站压力钢管因失稳屈曲破坏过程的复杂性及影响失稳因素的多样性,导致对该问题的研究很难进行.目前该问题的传统计算方法存在一定的局限性,有时甚至计算结果相差较大.本文用神经网络模型结合模拟退火算法对该问题进行数值仿真求解,并通过测试样本验证了算法的可行性,为压力钢管外压稳定问题的分析方法开拓了一条新的研究思路.     

大攻角运动时的机翼摇滚问题研究综述

机翼摇滚是现代战斗机、导弹设计中普遍遇到的横向不稳定现象之一, 属于典型的大攻角动态特性问题. 20多年来, 机翼摇滚问题在国内外航空工业界、学术界都引起了极大的重视和兴趣, 并在实(试)验、计算方面发表了许多文章, 对机翼摇滚问题的认识也取得了较大的进展. 本文对自1981年Nguyen、Yip及Chambers最早研究机翼摇滚现象以来, 在该问题研究方面的近100多篇有代表性的论文进行了综述, 内容涉及实(试)验研究、计算研究的各个方面, 并对今后的发展趋势提出了自己的看法.     

结构工程科学中若干计算结构力学问题的研究展望

本文概述了计算结构力学的形成过程，评述了结构工程科学中以下７个需要重点研究的计算结构力学问题：数值方法基本理论问题（误差估计理论、网格自适应加密技术、多变量有限元理论和半解析数值方法）、工程结构优化设计、结构施工力学、计算机数值模拟和仿真技术、本构模型、计算机技术新发展的影响、计算机辅助设计。并论述了数值计算、理论和试验这三者之间相互依赖、相互促进、相互交叉又相互制约的辩证关系。     

数智流体力学的发展及油气渗流领域应用

大数据及人工智能技术的崛起推动了数智流体力学的快速发展.数智流体力学是将流体力学、大数据和人工智能相结合,以流体力学场景需求为导向,形成以“数”为基础,以“智”为核心,以算力为支撑的新研究范式.核心内涵是要以数据驱动为主,融合物理信息、专家经验等先验知识,利用智能化手段构建“数据+物理”双驱动的数智模型,解决场景需求问题.数智流体力学在建模灵活性、运算效率、计算精度方面具有十分明显的优势,其应用潜力已经在多尺度流动、多场耦合以及流场建模等方面得到验证.数智流体力学研究范式包括数据治理和智能算法构建,其中数据治理工作尤为重要,治理后的数据质量是智能算法能否发挥其价值的关键.智能算法中“数据+物理”协同驱动主要存在四种引入机制,分别是基于输入数据的嵌入机制、基于模型架构的嵌入机制、基于损失函数的嵌入机制和基于模型优化的嵌入机制.以油气领域应用为例,介绍了数智流体力学在储层物性参数预测、压裂效果评价以及注采参数优化等方面的一系列研究进展.数智流体力学是流体力学未来的重要发展方向之一,以场景需求为导向、深度融合物理信息等先验知识的新一代智能理论与方法是数智流体力学发展的必然趋势,能够从崭新的角...     

SOME PROBLEMS IN THE TEACHING OF STRUCTURAL MECHANICS1)

结合结构力学的教学实践,给出了几何构造分析概念在求解静定结构内力、用机动法作梁的影响线、应用虚功原理求静定结构反力等方面的应用;分析了自由度、计算自由度、结构动力计算自由度、稳定性问题的自由度之间的区别与联系;汇总了力法、位移法等方法的特点及适用问题;介绍了部分结构力学内容应用多媒体、实验、数值仿真相结合的教学方法。将结构力学内容的内在联系、容易混淆的概念、各种方法的特点理清楚,从而提高教学效果。     

求解广义特征值问题的多重Ritz向量法

借鉴子空间迭代法,将求解广义特征值问题的单个初向量的Ritz向量法（下称为单R法）推广为多重Ritz向量法吓称为多R法）;从而解决了单R法在处理重频结构时的漏频问题;且分析指出,奇异的矩阵M将导致一个数值不稳定的Gram－SchmidtM-正交化过程,从而使Ritz向量法导致错误振型．为此提出了解决方案．单R法经上述修正,兼备了高效与可靠两个特点．目前该法已在特殊多高层分析程序ETS5中实现,取得了良好效果．     

微裂纹屏蔽问题中守恒积分投影关系

对连续体损伤力学在微裂纹屏蔽问题中应用的Ｊ积分守情理假设提出质疑，用理论分析和电算实践证明了远场Ｊ积分在微裂纹损伤区中的再分配关系。即ＪＫ矢量的投影守恒关系。在这一关系中，被Ｈｅｒｒｍａｎｎ所轻视的Ｊ２分量起着十分重要的作用，本文的研究表明，Ｏｒｔｉｚ理论应考虑到远场Ｊ积分在损伤区中的损失，并通过计及这一损失做出必要的修正。     

流固耦合地震波动问题的显式谱元模拟方法

流固耦合地震波动问题主要研究由流体和固体构成的复杂系统中地震波传播特性及其规律. 传统模拟方法中一般以声波方程、弹性波方程的数值解分别描述理想流体和弹性固体中的波动, 并实时地处理两种不同性质介质之间的相互耦合作用, 数值格式复杂且限制数值模拟精度与计算效率. 本文采用谱元法结合多次透射公式人工边界条件实现了一种流固耦合地震波动问题的高阶显式数值计算方法. 该方法利用了流固耦合问题统一计算框架,可将饱和多孔介质的Biot波动方程分别退化为理想流体的声波方程和弹性固体的弹性波方程. 通过P波垂直入射的水平成层理想流体-饱和多孔介质-弹性固体场地模型、P波斜入射的不规则层状界面以及任意形状界面的理想流体-饱和多孔介质-弹性固体场地模型等三个算例, 与传递函数法解析解以及集中质量有限元法计算结果进行对比分析, 证明了本文方法的正确性与有效性. 数值模拟结果表明, 本文方法相较传统有限元法可以少得多的节点数量获得更高的数值精度, 并且在较宽的频率范围内都能可靠地模拟出流固耦合系统的动力响应, 充分体现出本文方法兼顾高精度、计算效率和复杂场地建模灵活的特点.      

弹塑性体中波传播问题的间断Galerkin有限元法

对结构动力学和波传播问题提出了一个时域间断的Galerkin有限元法．其主要特点是对问题的半离散场方程的节点基本未知向量及其时间导数向量在时间域中分别采用三次多项式和线性(P3-P1)插值，节点基本未知(位移)向量在离散的时间段之间将自动保证连续，而仅仅是它的时间导数(速度)向量存在间断．在非线性条件下，与现有的间断Galerkin有限元法相比。明显地节省了计算工作量．对所提出的间断Galerkin有限元法发展了弹塑性非线性问题的隐式和显式算法．数值计算结果表明了所提出方法的有效性，以及相对基于连续Galerkin有限元法的Newmark算法的计算结果的优越性．     

A REVIEW ON THE APPLICATIONS OF DEEP LEARNING IN AIRCRAFT DYNAMICS AND CONTROL

飞行器动力学与控制历经多年的发展取得辉煌成就,也面临着一系列亟需解决的难题。深度学习基于存储、记忆、预训练的新模式为动力学与控制难题的解决提供了新途径。本文以提升飞行器控制自主性和智能水平为研究主题,从三个方面总结了深度学习在飞行器动力学与控制中的应用,包括：在动力学建模中应用深度学习来提升模型计算效率和建模精度、求解模型反问题;在最优控制中应用深度学习来提升轨迹规划速度、最优控制实时性和自主性;在飞行器任务设计中应用深度学习来提升任务优化的计算效率和决策水平。在此基础上,梳理了各个方案的优缺点和部分代表性成果。最后,给出了深度学习应用于飞行器动力学与控制的四点建议。     

不定边界问题的边界元和有限元数学模型

对于不可压缩有势流动,有两类典型的不定边界或可动边界问题,即定常型不定边界如常水位闸门出流、过水坝或过水闸、水堰绕流及射流等,非定常型的不定边界如装液容器内的流体晃动问题.它们的共同特点是自由面位置与形状事先是的,需在计算过程中调整网格作自由面拟合.且由于自由面条件呈强烈非线性,给不确定数值计算带来困难.本文综述了两类不定边界问题的有限元和边界元模式,简述了笔者的一些计算经验.     

一类高效率高分辨率加映射的WENO格式及其在复杂流动问题数值模拟中的应用

由于映射操作会带来额外的计算时间消耗, 传统加映射的WENO格式存在计算效率低的缺陷. 为了提高传统加映射WENO格式的计算效率, 通过利用标准符号函数的一种近似逼近函数构造出一族近似常值映射函数, 本文提出了一种新的加映射WENO格式, 称为WENO-ACM. 新映射函数满足文献中已有WENO-PM6格式映射函数的全部设计要求, 其中WENO-PM6是一种为了克服经典WENO-M格式潜在的精度丢失缺陷而提出的格式. 新格式保留了WENO-PM6在低耗散和高分辨率方面的优势, 同时, 显著的减少了每个时间步映射过程中的数学运算操作数, 进而在计算效率方面获得了明显的提升. 理论分析表明, 新格式在即使包含临界点的光滑区域也能够获得最佳收敛精度. 对近似色散关系的研究表明, 新格式的频谱特性也得到了显著的提升. 对大量标准测试算例进行了模拟计算, 包括精度测试、激波管问题、激波?熵波相互作用、爆炸波相互碰撞、二维黎曼问题、双马赫反射、前台阶流动、瑞利-泰勒不稳定性和开尔文?亥姆霍兹不稳定性问题等. 与广泛认可的WENO-JS, WENO-M, WENO-PM6格式综合比较发现, 新提出的WENO-ACM格式在高效率、低数值耗散和间断捕捉等方面都有显著的改进. 最重要的是, 与WENO-M和WENO-PM6格式相比, WENO-ACM将相对于WENO-JS格式的额外计算时间消耗分别减少了80%和90%以上.      

非均质问题中的无网格边界单元法

介绍了一种不需要内部网格计算非均匀介质问题的边界元算法.该算法是建立在一种能将任何区域积分转换成边界积分的径向积分转换法基础上,首先用对应各向同性问题的基本解来建立以正规化位移表示的非均质问题的积分方程,然后用径向积分转换法将出现在积分方程中的区域积分转换成边界积分,从而形成不需要使用内部网格来计算区域积分的纯边界元算法.与其它无网格法相比,此方法需要很少的内部点,有些问题甚至不需要内部点都能得到满意的结果,因此,可以计算大型的三维非均匀介质工程问题.由于此方法继承了边界元和无网格算法的优点,因而具有广阔的发展前景.