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共有20条相似文献,以下是第1-20项 搜索用时 179 毫秒

1.  基于MPS-FEM耦合方法对比研究刚性与弹性挡板对液舱晃荡的抑制作用  
   张友林  陈翔  万德成《应用数学和力学》,2016年第12期
   由流体冲击载荷引起的流固耦合问题广泛存在于船舶与海洋工程领域.例如:在特定激励频率下载液货舱内流体的非线性运动引起对舱壁的砰击作用,进而可能影响液舱围护系统的安全性.由于此类流固耦合问题通常涉及多学科知识,且流体自由面的变化具有强非线性特征,对研究人员带来较大挑战.考虑到Lagrange类方法在处理结构和流体自由面大变形问题上的优势,基于MPS-FEM耦合方法开发了流固耦合求解器.其中,采用MPS方法来数值模拟流体场瞬态变化,FEM方法来分析结构场的变形问题.此外,该求解器采用了弱耦合的方式来实现流体场和结构场之间的数据传递.为了验证该方法在处理流固耦合问题上的可靠性,首先数值研究了溃坝泄洪流与弹性挡板之间的流固耦合标准算例,数值结果与实验标准结果能够较好地吻合.此后,采用该求解器数值研究了带刚性挡板和弹性挡板的液舱晃荡问题,对比分析了多种激励频率下两种挡板对液舱内流体运动及舱壁上冲击压力的抑制效果.    

2.  无锚固储液罐提离的流-固多种非线性耦合的三维移动边界问题统一分析格式  
   温德超  郑兆昌《应用数学和力学》,1997年第1期
   本文建立了在地震作用下无锚固储液罐提离的流-固多种非线性耦合的移动边界问题的统一格式的三维分析方法,其中建立了任意四边形标薄板壳拟协调非线性有限元的列式和分析移动边界问题的线性互补方程;提出了在ALE标架下用带压力项的时间分裂步法求解储液罐内含自由液面大幅晃动(移动边界问题)的非定常的三维粘性流体(N-S)问题的方法;其中没有利用轴称性和梁式模态假定等条件及未曾利用势函数理论;该方法适用于一般板壳-流体多种非线性耦合的多种移动边界问题.    

3.  计入气穴的水下爆炸作用下结构流固耦合三维数值模拟  被引次数:2
   张阿漫  任少飞  李青  李佳《应用数学和力学》,2012年第9期
   水下爆炸在结构物面附近产生的气穴现象,严重影响水下爆炸作用下的流固耦合动响应,是舰船水下爆炸领域的难点,传统的边界元方法、有限元方法(FEM)难以解决水下爆炸气穴现象这类强非线性问题.针对此问题,计及流体中的气穴现象,考虑流体的可压缩型,忽略流体粘性,建立水下爆炸瞬态强非线性流固耦合三维数值模型,采用流体谱单元方法(SEM)和结构有限元方法求解该模型.计算结果表明:相对有限元法,谱单元法具有更高的计算精度,且谱单元解与解析解、试验值吻合良好.在此基础上,结合ABAQUS软件,分别探讨三维球壳、船体板架在水下爆炸作用下的瞬态流固耦合机理,给出气穴区域及其对水中结构物动响应的影响特征,旨在为舰船水下爆炸瞬态流固耦合问题的相关研究提供参考.    

4.  自由液面大晃动的流固耦合数值分析方法研究进展  被引次数:1
   王建军 陆明万 等《力学季刊》,2001年第22卷第4期
   本文较为全面地评述了国内外对具有自由液面大晃动的流固耦合问题的研究。在第2节,以两种典型的工程问题(石油化工储液罐抗震性和提高机理问题和液态金属快中子增殖堆主容器流固耦合问题)为背景全面评述了这类流固耦合问题的有关研究进展;文章的第3节较为深入讨论了这类流固耦合问题中所采用的分析方法(包括解析方法、半解析方法和数值方法以及问题描述的ALE格式等)和分析模型(包括位移-位移模型和多种的位移-势模型等);第4节首先从问题求解方面,说明了具有自由液面大晃动的流固耦合问题的性质和特点,然后讨论了交替求解方法及其对求解此类问题的特别适应性;最后,本文给出了这方面今后应进一步研究的问题。    

5.  充液航天器液体晃动和液固耦合动力学的研究与应用  被引次数:2
   李青  王天舒  马兴瑞《力学进展》,2012年第42卷第4期
   随着火箭运载能力、卫星工作寿命和深空探测器任务复杂度的不断提高, 液体推进剂占航天器总质量的比重也不断增加. 液体推进剂的晃动影响着航天器的运动稳定性和姿轨控系统的可靠性, 是航天器动力学中一个备受关注的问题. 充液航天器中晃动的液体是一个分布参数系统, 理论上是无穷维的, 而工程上希望建立的数学模型是简单、低维的, 因此对液体晃动等效力学模型的研究经久不衰. 另外, 液体推进剂对航天器的结构动特性有着重要的影响, 在建立充液航天器的结构动力学模型时需要考虑液体推进剂与贮箱等结构的耦合效应. 本文首先结合液体晃动动力学理论和航天工程实际, 从理论研究、数值研究和实验研究等三个方面综述了国内外在充液航天器液体晃动动力学领域的研究现状, 并以此为基础介绍了航天工程中液体晃动等效力学模型的应用进展情况; 然后, 以液体运载火箭为例概述了国内外在充液航天器液固耦合建模方面的成果,介绍了求解液固耦合问题的数值方法和应用软件; 最后, 根据航天器工程的发展需求, 对充液航天器液体晃动和液固耦合动力学的进一步研究方向提出了一些建议.    

6.  虚拟区域法在流固耦合问题中的应用  
   及春宁  王元战  王建峰《力学学报》,2009年第41卷第1期
   将多相流领域内的虚拟区域法引入到流固耦合问题的分析中,将固体视为应变率为零的虚拟流体,对流体和虚拟流体均以速度和压强作为基本变量,采用:Navier-Stokes方程作为控制方程,同时求解流体域和虚拟流体域,得到整个计算域的流场分布,应用分布式拉格朗日乘子法在虚拟流体域上施加刚体约束,以保持虚拟流体的刚体外形和运动形式,最终建立一种流固耦合模型及其数值求解方法.通过对粒子流问题和流固耦合问题进行数值模拟,验证了此模型的正确性和求解大变形/运动流固耦合问题的有效性.    

7.  二维弹性结构入水冲击过程中的流固耦合效应  被引次数:6
   卢炽华  何友声《力学学报》,2000年第32卷第2期
   描述了一个研究弹性结构入水冲击过程中水弹性效应的数值方法,在弹性结构入水冲击过程中,流体域作用在结构上的水动力载荷由边界元法获得,而结构的弹性动力响应则由有限元方法求解,通过线性给离散Bernoulli方程将有限元方程和边界元方程耦合到一起,从而获得了求解流场和结构动力响应的相互耦合的运动方程。在数值考虑了自由表面的非线性边界条件,通过引入射流单元以及最大射流厚度,较好地处理了冲击引起的射流问题。    

8.  圆筒内旋转细长管与流体界面耦合的数值方法  
   张强  刘巨保  罗敏  张艳鸣《计算力学学报》,2011年第28卷第4期
   圆筒内旋转细长管是石油钻采工程中特有结构,细长管不仅与圆筒发生碰撞接触,还与管内流体和管外环空流体耦合,是一个复杂的非线性流固耦合系统。细长管固体域离散成梁单元,采用非线性碰撞接触动力学方程描述;管内外流体离散成六面体单元,采用计算流体动力学方程描述,在耦合界面处用任意拉格朗日欧拉法动网格来处理运动界面。根据梁单元位移形函数,推导了界面力、界面位移计算公式和收敛准则,建立了分域耦合动力学模型和数值计算方法,解决了耦合界面处网格不匹配问题。数值结果表明,圆筒内旋转细长管与管内外流体表现出强烈的流固耦合现象。    

9.  封闭声腔的结构-声耦合的瞬态响应及固有特性分析的时域有限体积法  
   宣领宽  明平剑  张文平  靳国永  龚京风《声学学报》,2014年第2期
   基于波动理论,采用时域有限体积法(TDFVM)研究封闭声腔结构-声耦合问题的瞬态响应及固有特性。该方法在结构与流体区域分别求解结构动力学方程与非均匀介质中的声波动方程,根据流固分界面上的力平衡与质点振速连续条件实现结构-声耦合。通过数值算例验证方法的正确性和精确性,在此基础上研究封闭声腔结构与空气耦合的瞬态响应及固有特性,分析水深变化对耦合系统声振特性和固有特性的影响。结果表明,随着水深的增加,结构与水的耦合会更加强烈,导致耦合系统的特征频率降低,同时空气腔深度的减小,导致声腔的部分固有频率增加。该法对计算机内存要求低,且可以考虑含有非均匀流体的结构-声耦合。    

10.  无锚固储液罐提离的流—固多种非线性耦合的三维移动边界问题统…  
   温德超 郑兆昌《应用数学和力学》,1997年第18卷第1期
   本文建立了在地震作用下无锚固储液罐提高的流-固多种非线性耦合的移动边界问题的统一格式的三维分析方法,其中建立了任意四边形标薄板壳拟协调非线性有限元的列式和分析移动边界问题的线性互补方程;提出了在ALE标架下用带压力项的时间分裂步法求解储液罐内含自由液面大幅晃动(移动边界问题)的非定常的三维粘性流体(N-S)问题的方法;其中没有利用轴称性和梁式模态假定等条件及未曾利用势函数理论;该方法适用于一般板壳    

11.  基于多尺度方法的平动圆柱贮箱航天器刚–液耦合动力学研究  
   李晓玉  岳宝增《力学学报》,2019年第5期
   以充液航天器为工程背景,借助多尺度方法研究刚–液耦合动力学系统非线性动力学特性.利用多维模态方法,将描述横向外激励下圆柱贮箱中液体非线性晃动的自由边界问题转换为液体模态系数相互耦合的有限维非线性常微分方程组.推导液体晃动产生的作用于贮箱壁的晃动力和晃动力矩的解析表达式,进而建立航天器刚体部分平动和液体晃动耦合的非线性动力学方程组.应用多尺度方法对刚–液耦合系统的动力学特性进行解析分析,通过固有频率的特征方程求解耦合系统固有频率,推导外激励频率接近耦合系统第一阶固有频率时液体晃动稳态解的幅值频率响应方程.结合数值方法,研究了液体晃动稳态解的幅值频率响应曲线和激励–幅值响应曲线.结果表明,随充液比变化,液体晃动稳态解的幅值频率响应曲线会发生软、硬弹簧特性转换现象和"跳跃"现象;幅值频率响应曲线的软、硬弹簧特性转换点受重力加速度和弹簧刚度系数影响;以上所得研究结果表明,考虑非线性效应时的刚–液耦合系统动力学特性与传统的线性系统模型所显示的动力学特性具有本质区别.本文的研究工作对进一步分析充液航天器刚–液耦合非线性动力学特性具有重要参考价值.    

12.  STUDY ON THE RIGID-LIQUID COUPLING DYNAMICS OF A CYLINDRICAL-TANK SPACECRAFT IN TRANSLATION BASED ON MUTI-SCALE METHOD1)  
   Li Xiaoyu  Yue Baozeng《力学学报》,2019年第51卷第5期
   以充液航天器为工程背景,借助多尺度方法研究刚--液耦合动力学系统非线性动力学特性.利用多维模态方法,将描述横向外激励下圆柱贮箱中液体非线性晃动的自由边界问题转换为液体模态系数相互耦合的有限维非线性常微分方程组.推导液体晃动产生的作用于贮箱壁的晃动力和晃动力矩的解析表达式,进而建立航天器刚体部分平动和液体晃动耦合的非线性动力学方程组.应用多尺度方法对刚--液耦合系统的动力学特性进行解析分析,通过固有频率的特征方程求解耦合系统固有频率,推导外激励频率接近耦合系统第一阶固有频率时液体晃动稳态解的幅值频率响应方程.结合数值方法,研究了液体晃动稳态解的幅值频率响应曲线和激励--幅值响应曲线.结果表明, 随充液比变化,液体晃动稳态解的幅值频率响应曲线会发生软、硬弹簧特性转换现象和"跳跃"现象;幅值频率响应曲线的软、硬弹簧特性转换点受重力加速度和弹簧刚度系数影响;以上所得研究结果表明,考虑非线性效应时的刚--液耦合系统动力学特性与传统的线性系统模型所显示的动力学特性具有本质区别.本文的研究工作对进一步分析充液航天器刚--液耦合非线性动力学特性具有重要参考价值.    

13.  基于场分离的水下爆炸流固耦合计算方法  
   郭君  杨文山  姚熊亮  张阿漫  任少飞《爆炸与冲击》,2011年第31卷第3期
   基于谱单元方法对水下爆炸流固耦合机理进行了研究,针对总场模型中入射波在流体网格中传播会产生失真现象的问题,采用场分离技术,通过理论推导建立了水下爆炸流固耦合问题的散射场数值模型。经过编程计算比较得出,散射场数值模型有效解决了入射波在流体网格中传播的失真问题,比总场模型计算精度更高,可较好地应用于水下爆炸流固耦合问题的求解,为水下爆炸瞬态流固耦合的研究提供参考。    

14.  一类可压缩流体驱动问题的有限元方法  被引次数:2
   程爱杰《系统科学与数学》,1992年第12卷第3期
   多孔介质中渗流驱动问题数值模拟的研究,在采油及许多工程技术领域中有重要意义;一般这类问题对应的数学模型是关于压力、浓度的耦合方程组;不可压缩流体驱动问题有限元、混合元方法在[1,2,8,9]中曾得了成功的研究,文[3,4]研究了一类微可压缩问题,但其理论分析是基于系数函数(浓度的非线性泛函)有不依赖浓度的正的上、下界等    

15.  一类可压缩流体驱动问题的有限元方法  被引次数:2
   程爱杰《系统科学与数学》,1992年第12卷第3期
   多孔介质中渗流驱动问题数值模拟的研究,在采油及许多工程技术领域中有重要意义;一般这类问题对应的数学模型是关于压力、浓度的耦合方程组;不可压缩流体驱动问题有限元、混合元方法在[1,2,8,9]中曾得了成功的研究,文[3,4]研究了一类微可压缩问题,但其理论分析是基于系数函数(浓度的非线性泛函)有不依赖浓度的正的上、下界等    

16.  薄壁细胞受微吸管与探针共同作用接触模型及数值模拟  
   付志一  焦群英《计算力学学报》,2011年第28卷第2期
   建立了以典型的薄壁球型植物细胞为原型的细胞、微吸管及探针接触模型。模型的细胞壁采用封闭球形薄膜,其本构关系为体积不可压超弹性,膜球内充满有压流体以模拟细胞质。应用轴对称几何非线性方法得出了基本微分方程组,并应用龙格-库塔法进行了求解;同时,应用流固耦合有限元法进行了数值模拟以资比较。两种方法得出了较为一致的变形和应力分布。分析、总结了吸管口径和探针直径对压入深度、细胞内压和接触区变化等数值解的影响。    

17.  液饱和多孔介质中三维应力波的传播  
   刘凯欣  刘颖《力学学报》,2003年第35卷第4期
   为了深入研究液饱和多孔介质中应力波的传播,提出了三维两相细观计算模型.基于此模型。应用Galerkin余量法并计及流-固耦合界面的耦合效应,利用直接耦合的技术,开发了三维流-固混合显式动力有限元计算程序.在此基础上对冲击载荷作用下液饱和多孔介质中三维应力波的传播现象进行了数值模拟,并详细讨论了孔隙率,孔隙形状等因素对应力波传播主导波形的影响.    

18.  非线性流体-刚体结构相互作用问题的一种数值模拟方法  被引次数:4
   邢景棠  W G Price  陈义根《固体力学学报》,2005年第26卷第4期
   给出了一种模拟非线性流体-刚体结构相互作用问题的数值方法.文中假定结构承受大的刚体运动,流体流动受非线性有粘或无粘的场方程支配并满足自由表面和两相耦合界面上的非线性边界条件,利用任意拉氏-欧氏(ALE)网格系统构造了数值模型.采用所探讨的多块数值格式,允许可动重造网格间有独立的相对运动,从而克服了流体网格与固体大运动匹配的困难.通过数值离散化,导出了描述非线性流固耦合动力学的数值方程并应用耦合迭代过程对其作了求解.通过算例,说明了所提出数值模型的应用.    

19.  热冲击下机械结构非线性热力耦合模型的建立  
   于建国  叶庆泰  陈超《应用力学学报》,2004年第21卷第4期
   在热弹性耦合理论的基础上,考虑热冲击作用下弹塑性变形功的影响,建立了非线性热力耦合有限元模型。其中包括:基于能量守恒原理建立的非线性瞬态温度场模型;考虑几何非线性及材料非线性的位移场模型;求得改进应力场的最小二乘法模型。基于FEPG软件平台进行了实例求解,计算结果表明了此耦合模型的有效性。此模型的建立,拓展了热力耦合理论的应用范围,具有较高的工程实用价值。    

20.  MPS-FEM数值分析带自由面的流固耦合问题
Simulation of fluid-structure interaction with violent free surface by MPS-FEM coupled method
 
   张友林  邹璐  万德成《计算力学学报》,2017年第34卷第3期
   随着计算科学的发展,研究人员为探索流固耦合问题的物理机理而提出了众多的数值方法.其中,耦合的移动粒子半隐式方法MPS(Moving Particle Semi-Implicit method)和有限单元法FEM(Finite Element method)为流固耦合问题的数值仿真工作提供了新的途径.本文所有流场的数值模拟工作均采用课题组自主开发的无网格法求解器MLParticle-SJTU来完成.该求解器在原始的MPS法基础上,对核函数、压力梯度模型、压力泊松方程的求解和自由面判断方式等方面进行了改进.此外,在该求解器框架内,基于FEM法拓展了针对结构场进行求解的功能.首先,对MPS和FEM方法的理论模型及其耦合策略进行了介绍.然后,采用该自研MPS-FEM耦合求解器,数值模拟了溃坝流动对弹性结构的冲击及其相互作用的标准问题.通过将结构变形及自由面波型变化等结果与已发表结果进行对比,验证了该求解器在处理带自由面剧烈变化的粘性流体和柔性变形结构的耦合作用问题上的可行性.    

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