改进的预处理共轭斜量法及其在工程有限元分析中的应用

本文就预处理共轭斜量法(PCCG法)给出了两个具有理论和实际意义的定理,它们分别讨论了迭代解的定性性质和迭代矩阵的构造原则.作者提出了新的非M-矩阵的不完全LU分解技术和迭代矩阵的构造方法.用此改进的PCCG法,对病态问题和大型三维有限元问题进行了计算并与其他方法作了对比,分析了PCCG法在求解病态方程组时的反常现象.计算结果表明本文建议的方法是求解大型有限元方程组和病态方程组的一种十分有效的方法.     

An artificial immune approach for optical image based vision inspection

This paper presents a novel approach of visual inspection for texture surface defects. The approach uses artificial immune theory in learning the detection of texture defects. In this paper, texture defects are regards as non-self, and normal textures are regarded as self. Defect filters and segmentation thresholds used for defect detection are regarded as antibodies. The clonal selection algorithm stemmed from the natural immune system is employed to learn antibodies. Experimental results on textile image inspection are presented to illustrate the merit and feasibility of the proposed method.     

A NEW VARIATIONAL INEQUALITY FORMULATION FOR SEEPAGE PROBLEMS WITH FREE SURFACES

IntroductionTherearetwoclassesofsolutionsforseepageproblemswithfreesurfaces ,i.e .,theadaptivemeshmethodsandthefixedmeshmethods.Theadaptivemeshmethodsinvolvetoolargeamountofcomputationforinhomogeneoussoilsandoftenleadtodivergentcalculations,andhence,arenowbeingsupercededbythefixedmeshmethods.Thefixedmeshmethodsfallintotwocategories,theintuitivemethodsandthevariationalinequalitymethods.Theintuitivemethods[1- 3]establishusuallytheiterativeproceduresbaseduponthefactthatthereisnodischargebetweenth…     

复杂应力条件下脆性材料的受拉破坏准则

根据脆性材料微粒对之间距离超过特定距离而破坏的微观机理,结合宏细观试验结果指出的绝大多数的破坏颗粒对的方向与σ1的方向之间的夹角都大于0°这一事实,导出了新的脆性材料张破坏准则: σ1 ασ2 βσ3≤[σ],式中系数β与材料的优势角θ(破坏颗粒对的方向与σ1的方向之间的夹角的某种平均) 和泊松比μ有关．同时还指出了经典强度理论由于没有考虑优势角从而导致了它们与宏观实验结果不符．实验结果表明,在张破坏条件下此准则比经典的准则有更高的精度．     

化学势对模拟计算单壁纳米碳管储氢的影响

采用巨正则Monte Carlo分子模拟方法对单壁纳米碳管阵列的储氢性能进行了研究. 发现计算化学势时的误差可导致单壁纳米碳管氢吸附量较大的变化. 采用修正以后的化学势重新计算了298.15 K时单壁纳米碳管阵列的吸附等温线, 计算而得单壁纳米碳管的储氢量更接近实验结果. 另外, 通过与实验结果进行比较, 认为在单壁纳米碳管阵列的储氢过程中可能存在化学吸附过程.     

基于NMM的EFG方法及其裂纹扩展模拟

数值流形方法（numerucal manifold method,NMM）通过引入数学覆盖和物理覆盖两套系统来统一处理连续和非连续问题. 通过用移动最小二乘插值（moving least squares interpolation,MLS）中的节点影响域构造数学覆盖,得到了基于数值流形方法的无网格伽辽金法（element free Galerkin,EFG）. 该方法在保证前处理简单的同时,又能方便处理如裂纹等不连续问题. 建立了适用于小变形和大变形的裂纹扩展计算格式,并通过对曲折裂纹（kinked crack）的处理,在不加密的情况下实现了任意小步长的裂纹扩展,大大提高了在固定网格中模拟裂纹扩展的实用性. 大小变形的结果对比表明,按照不考虑构型变化的小变形计算,结果可能偏于危险.      

动载下裂纹应力强度因子计算的数值流形元法

相较于传统有限元,数值流形方法（numerical manifold method, NMM） 的一个显著优点是在处理裂纹问题时网格无需与裂纹重合,这就方便了岩体破坏过程的模拟. 基于包含裂尖增强函数的NMM,采用Newmark 隐式动力学算法进行时间积分,重点研究了动力载荷条件下裂纹动态应力强度因子（dynamic stress intensity factor,DSIF） 的求解方法. 针对典型的线弹性动力裂纹问题,给出了NMM 的数值算例. 结果表明NMM 能够准确计算动载荷条件下裂纹的DSIF,并且具有较好的收敛性.      

多裂纹扩展的数值流形法

数值流形法的求解体系建立在两套覆盖(包括数学覆盖和物理覆盖) 和接触环路的基础之上,实现了对连续和非连续问题的统一求解. 在处理裂纹问题时,数学覆盖无需与裂纹重合,方便岩体破坏过程的模拟. 通过在裂纹尖端影响区域内的物理片上增加用于模拟应力奇异性的增强位移函数,发展了扩展的数值流形法. 在此基础上,提出一种多裂纹扩展的控制算法,并给出了裂纹扩展过程中材料体的整体响应. 针对典型的线弹性断裂力学问题, 给出的数值算例表明所建议的方法是正确有效的.      

基于最佳质量网格的薄板问题的非协调流形方法

对于大部分非协调板单元,使用规则网格能得到很好的效果。但是,当网格不规则时,非协调元的数值特性将变得很差,甚至收敛性得不到保证。为解决网格依赖性问题,许多专家学者提出了改造单元,如拟协调元法和广义协调元法,这些方法能解决收敛性问题,但是数值实践证明没有一种单元能在所有情况下都具有良好的数值特性。考虑到流形方法采用两套完全独立的覆盖系统,可以用规则的数学网格来作为数学覆盖进行插值,取得最佳的插值效果,单元收敛性便能得到保证。再结合适用于流形方法的变分提法,建立起流形方法处理非规则物理边界非协调板单元的一般格式。以ACM薄板单元为例,与ANSYS、拟协调元法和广义协调元法进行了对比,证明本文方法在处理具有曲线边界的薄板弯曲问题时具有收敛快和精度高等优势。     

微孔对单壁纳米碳管储氢性能的影响

用巨正则蒙特卡罗分子模拟方法研究了单壁纳米碳管中的微孔即单壁纳米碳管基本孔-内管腔和管间孔对单壁纳米碳管储氢性能的影响.与低温下氮气吸附实验结果的比较发现单壁纳米碳管的内管腔是吸附的主要位置.分析单壁纳米碳管内管腔中吸附势的叠加和利用效率，发现管径为2nm左右时单壁纳米碳管内管腔的储氢容量最高.当单壁纳米碳管阵列的管间距增加时，单壁纳米碳管的管间孔也会成为有效的氢吸附位. 关键词： Monte Carlo方法 单壁纳米碳管 储氢 微孔