高速公路工程中水泥搅拌桩桩身合理设计强度研究

在公路工程的搅拌桩地基设计中,一般假设加固区桩土变形协调,从而采用复合地基理论进行设计。但是目前许多的工程实践表明在路堤荷载作用下,搅拌桩地基桩土之间存在差异沉降,桩身强度不能够完全发挥,为此需要对复合模量的表达式进行改进。本文采用有限元分析了路堤荷载作用下搅拌桩地基的变形响应情况,分析了加固区桩间土变形与桩身模量之间关系,得到了水泥土搅拌桩强度的合理范围。     

UPWIND LOCAL DIFFERENTIAL QUADRATURE METHOD FOR SOLVING COUPLED VISCOUS FLOW AND HEAT TRANSFER EQUATIONS

The differential quadrature method (DQM) has been applied successfully to solve numerically many problems in the fluid mechanics. But it is only limited to the flow problems in regular regions. At the same time, here is no upwind mechanism to deal with the convective property of the fluid flow in traditional DQ method. A local differential quadrature method owning upwind mechanism (ULDQM) was given to solve the coupled problem of incompressible viscous flow and heat transfer in an irregular region. For the problem of flow past a contraction channel whose boundary does not parallel to coordinate direction, the satisfactory numerical solutions were obtained by using ULDQM with a few grid points. The numerical results show that the ULDQM possesses advantages including well convergence, less computational workload and storage as compared with the low-order finite difference method.     

纳米压痕过程的三维有限元数值试验研究

采用有限元方法模拟了纳米压痕仪的加、卸载过程，三维有限元模型考虑了纳米压痕仪的标准Berkovich压头．介绍了有限元模型的几何参数、边界条件、材料特性与加载方式，讨论了摩擦、滑动机制、试件模型的大小对计算结果的影响，进行了计算结果与标准试样实验结果的比较，证实了模拟的可靠性．在此基础上，重点研究了压头尖端曲率半径对纳米压痕实验数据的影响．对比分析了尖端曲率半径r＝0与r＝100nm两种压头的材料压痕载荷—位移曲线．结果表明，当压头尖端曲率半径r≠0时，基于经典的均匀连续介质力学本构理论、传统的实验手段与数据处理方法，压痕硬度值会随着压痕深度的减小而升高．     

一种通过改进Canny算子提取光弹条纹骨架线的方法

光弹性法是确定应力集中系数的有效手段，在实际工程中应力参数都是通过分析光弹干涉条纹图获得的，由于光弹干涉条纹图的复杂性，且影响成像质量的因素较多，因此如何从光弹干涉条纹图中撇开其复杂性，较高精度的提取骨架线，是一项较困难的工作，本文提出一种由改进的Canny算子对条纹方位图进行直接运算提取光弹条纹骨架线的算法，实验表明此方法对光弹条纹图很有效。     

船用气水分离器惯性级流场分析及阻力特性研究

采用二阶全展开ETG有限元与大涡模拟（LES）相结合的算法，对120－20－35－3型船用气水分离器惯性级在不同雷诺数条下的流动进行了模拟，通过其中一组雷诺数条件下计算所得该实验件阻力系数与物理实验所得阻力系数相比较，确定出该雷诺数条件下采用大涡模拟时所需的亚格子应力模型常数，将该常数带入其它各组雷诺数条件下的计算中，并将计算结果与相同条件下的物理实验结果相比较，证实了该常数的通用性。该常数一经确定，对各雷诺数条件下的流场进行分析，结果反映出采用二阶全展开ETG有限元与大涡模拟（LES）相结合的算法可以捕捉到非常丰富的涡系及涡动的时变过程。在流场分析的基础上本文计算了该实验件内的能耗场，计算结果表明实验件内的能耗主要集中在大涡丰富的区段内。     

平面Poisson外边值问题

证明平面调和函数的Dirichlet外问题解存在唯一的充要条件；在此基础上，建立Laplace和Poisson外问题的等价边界积分方程；通过实例对传统的边界积分方程进行了讨论，表明它们不具有普遍适用性。     

适合于求解边界元方程组的GMRES算法的实用化和并行化研究

为了将GMRES算法应用于大型边界元方程组的求解，采用预条件技术和重正交技术相结合的方法实现了该算法的实用化，然后在实用化的基础上针对迭代算法具有良好并行性的特点，研究了该算法在网络机群环境下的并行化技术。数值试验和分析表明所用的这些技术是行之有效的，对于提高求解速度和增大求解问题的规模是有意义的。     

用HLLC方法处理运动边界

针对含有运动边界非结构网格点的显式有限体积方法，研究了如何使用HLLC方法处理运动边界条件，计算了活塞拉伸、压缩问题，并和解析解进行了比较．作为应用示例，比较了静止圆柱绕流和静止流场中运动圆柱的绕流情形。结果表明：应用HLLC方法处理运动边界是可行的。     

ANALYSIS ON ACOUSTICAL SCATTERING BY A CRACKED ELASTIC STRUCTURE

The acoustical scattering by a cracked elastic structure is studied. The mixed method of boundary element and fractal finite element is adopted to solve the cracked structure-acoustic coupling problem. The fractal two-level finite element method is employed for the cracked structure, which can reduce the degree of freedoms (DOFs) greatly, and the boundary element method is used for the exterior acoustic field which can automatically satisfy Sommerfeld‘s radiation condition. Numerical examples show that the resonance frequency is lower with the crack‘s depth increase, and that the effect on the acoustical field by the crack is particularly pronounced in the vicinity of the crack tip. This mixed method of boundary element and finite element is effective in solving the scattering problem by a cracked structure.     

自适应有限元局部P加密的面向对象程序实现

本文采用了面向对象的程序设计方法，以C 作为编程语言，构造了一个局部自适应有限元P加密程序。研究内容涉及从Serendipity函数的构造、单元的形成、自升阶算法以及误差估计和判断。最后采用C 的一系列类及成员函数实现了这些功能，并构造了相应的输入输出模块，使其成为一个完整的自适应有限元分析程序。文中给出的计算结果表明，在P加密有限元分析程序中，误差随着阶数的升高而下降。而且，局部P加密的区域也集中在应力奇异的部位。这验证了文中的理论推导及程序实现的正确性。