采用延时修正法实施QUICK格式模拟提拉单晶体的生长

为了数值模拟提拉(又名Czochralski)法获得单晶体的生长过程,本文采用有限容积法离散控制方程,采用非均匀的交错网格避免不合理的振荡压力场,采用三阶精度QUICK (Quadratic Upwind Interpolation of Convective Kinematics)格式离散对流项,采用延时修正来实施QUICK格式获得满足主对角占优的代数方程组,采用SIMPLE(Semi-implicit Method for Pressure Linked Equations)算法耦合压力和速度场,给出了基于上述方法的方程、算法,并发展了程序,计算了Wheeler标准问题,计算结果与文献相当一致,同时本算法能模拟计算高葛拉晓夫数时的流动,显示出非均匀网格QUICK格式模拟晶体生长的优越性;另外本文将这一算法运用到单晶硅的数值模拟中,计算结果令人满意.     

拓扑优化在变压器吊耳设计中的应用

将拓扑优化中的ICM(独立、连续、映射)方法引入到变压器吊耳设计中; 推导了吊耳孔边缘载荷的分布公式,并依据两种吊耳结构的有限元分析与拓扑优化结果,提 出了两种新的结构设计方案. 数值试验结果表明, 改进后的新结构能够满足强度、刚度的要 求,同时减轻了重量.     

平面刚架以单元截面特性为变量的解析解*

取平面刚架单元截面面积与抗弯惯矩为变量,采用符号计算软件求解含变量的总刚度阵之逆,从而得到这种意义下的解析解。在微机上编制了通用的程序,计算出了相应的算例。     

The analytical solutions based on the concept of finite element methods

On the basis of the concept of finite element methods, the rigorous analytical solutions of structural response in terms of the design variables are researched in this paper. The spatial trusses are taken as an example for the solution of the analytical expressions of the explicit displacements which are proved mathematically; then some conclusions are reached that are useful to structural sensitivity analysis and optimization. In the third part of the paper, a generalized geometric programming method is sugguested for the optimal model with the explicit displacement. Finally, the analytical solutions of the displacements of three trusses are given as examples.     

组合结构离散断面优化方法和程序系统DDDU-4

本文提出了适合杆膜体系结构的离散断面优化的连续一离散接力二次规划—线性规划交替的寻优方法。为了便于在复杂组合结构的DDDU优化程序系统上实现,采取了两节组合单元的处理,无量纲化设计变量连接方法用以减少变量个数同时克服了分节对变量连接造成的困难。实现该方法的DDDU程序系统新版本DDDU-4的算例表明了该方法的有效性。     

拱形薄壳结构的减振降噪优化设计

基于拱形薄壳结构的动力仿真, 提出结构振动噪音最小、满足重量约束的约束阻尼厚度优化
设计模型. 利用K-S函数得到结构的振动加速度级, 将其作为结构减振降噪效果的评定参数,
采用响应面方法拟合目标函数, 并对其进行误差检验, 适当缩小设计变量范围调整
误差后, 响应面曲线的拟合程度较好. 最后采用二次规划方法求解模型, 经过优化设计, 结构第一阶固
有频率增加22.97%, 振动加速度级值减小12.96%, 结构的性能得到了很大提高.     

工程结构优化的序列二次规划

用序列二次规划可以高效率地解决许多工程结构的优化问题。一类问题将原来的非线性规划用力学处理和Taylor展开化为一系列二次规划问题,在目标函数可分离的情况下,通过Kuhn-Tucker条件进一步化为以Lagrange乘子为变量的准无约束的二次规划;在目标函数不可分离情况下,则直接求解原变量的近似二次规划,经过序列迭代,可以求解工程结构的静、动力优化问题。另一类问题是将原问题化为正多项式的几何规划,再将其对偶问题化为二次规划,序列迭代求解之,可以求解目标函数、约束函数非线性程度高的工程问题,对按设计规范公式进行设计的一类问题尤为有效。     

应力约束下三维连续体结构拓扑优化分析

本文基于ICM(独立、连续、映射)方法,建立了以连续体结构重量为目标的应力约束下多工况的三维连续体结构拓扑优化模型。利用von Mises强度理论,提出了应力约束全局化方法,从而将局部的应力约束转化为全局的应变能约束,由此减少了约束数目,降低了问题的规模,避免了敏度分析。另外,利用对偶理论,将建立的优化模型转化为对偶模型,用序列二次规划法进行了求解,从而减少了设计变量的数目,提高了求解效率。借助MSC．Patran和MSC．Nastran提供的软件平台,利用PCL语言实现了本文的优化算法。数值算例验证了方法的可行性与有效性。     

环向槽圆柱壳结构的参数分析和优化

基于有限元分析,以侧向爆炸冲击和轴向面力为载荷形式,对环向槽圆柱壳结构形式进行了大量的数值模拟计算,履行了参数分析,基于响应面法构造近似显式优化模型,采用MATLAB软件优化程序求解该模型,对各参数的组合进行了优化设计.     

几何规划原算法对含多变参数梁单元结构优化设计的统一处理

对于含空间梁单元的复杂结构,给出了同单参数模型不同统一处理途径:采用Duffin缩并公式形成截面多变参数与截面力学量的函数关系,运用分部与整体两级优化策略,并使用几何规划原算法的统一解法。数值算例表明本文方法的有效性。