基于边界积分法的气泡动态特性综述

近年来,边界积分法 (boundary integral method, BIM)被普遍应用于气泡动力学模拟,本文综述了边界积分法及其相关技术在气泡动力学特性模拟中的应用与发展.首先,讨论了气泡的重要性及边界积分法的应用; 其次,讨论了气泡动态特性的数值模拟,从射流冲击前的单连通域到射流冲击后的环状气泡即双连通域的发展过程,其中包括轴对称模型和三维模型; 再次,讨论了气泡运动数值模拟过程中的两种关键技术; 最后,综述了近边界气泡的研究进展,并在上述基础上提出了一些尚需进一步解决的问题.  

复数矢径虚拟边界谱方法在二维空穴声辐射和散射问题中的应用

基于复数矢径虚拟边界积分法，通过将虚拟积分曲线上的未知源强密度函数用Fourier级数展开，同时借助快速数值Fourier变换计算程序，提出了一种求解二维任意形状空穴声辐射和散射问题的复数矢径虚拟边界谱方法．该方法具有以下特点：(1)不存在奇异积分处理；(2)采用复数矢径虚拟边界积分方法，不仅保证了解的唯一性，而且由于虚拟源强密度函数采用Fourier级数展开，克服了用单元离散方法不能用于较高频率范围的缺点；(3)采用快速数值Fourier变换技术使计算效率大幅度提高．文中给出的计算结果表明：在求解任意形状二维空穴声辐射和散射问题上较通常采用的FEM、BEM和VBEM更为有效．  

角点悬空弯曲厚矩形板的边界积分法

在边界积分法中引用了拟基本系统矩形板,在该拟基本系统与实际系统之间应用功的互等定理,得到一挠曲面方程的积分表达式,只要对此表达式进行极简单的积分便可得到该挠曲面方程,这比直接求解Reissner挠度控制方程要简单,边界积分法的求解过程概念清晰,计算伊始便给出了挠曲面方程的总体表达式.以Reissner厚板理论为基础,应用边界积分法研究了角点悬空厚矩形板的弯曲问题,给出了在集中荷载作用下两邻边固定另两邻边自由且角点悬空弯曲厚矩形板的封闭解析解,并给出了相应的数据和图表以供工程上的应用和参考.  

MOTION AND DEFORMATION OF VISCOUS DROP IN STOKES FLOW NEAR RIGID WALL

A boundary integral method was developed for simulating the motion and deformation of a viscous drop in an axisymmetric ambient Stokes flow near a rigid wall and for direct calculating the stress on the wall. Numerical experiments by the method were performed for different initial stand-off distances of the drop to the wall, viscosity ratios, combined surface tension and buoyancy parameters and ambient flow parameters. Numerical results show that due to the action of ambient flow and buoyancy the drop is compressed and stretched respectively in axial and radial directions when time goes. When the ambient flow action is weaker than that of the buoyancy the drop raises and bends upward and the stress on the wall induced by drop motion decreases when time advances. When the ambient flow action is stronger than that of the buoyancy the drop descends and becomes flatter and flatter as time goes. In this case when the initial stand-off distance is large the stress on the wall increases as the drop evolutes but when the stand-off distance is small the stress on the wall decreases as a result of combined effects of ambient flow, buoyancy and the stronger wall action to the flow. The action of the stress on the wall induced by drop motion is restricted in an area near the symmetric axis, which increases when the initial stand-off distance increases. When the initial stand-off distance increases the stress induced by drop motion decreases substantially. The surface tension effects resist the deformation and smooth the profile of the drop surfaces. The drop viscosity will reduce the deformation and migration of the drop.  

利用边界积分法计算截面图形的几何性质

利用边界积分法计算截面图形的几何性质刘子顺，乐美峰（西安交通大学工程力学系西安７１００４９）在结构分析和应力分析中需计算构件截面的几何性质（面积、静矩、惯性矩等），对于工程上经常遇到一些形状比较复杂的截面，传统方法计算比较繁琐。本文提出一种计算截面图...  

边界积分方程法在动态断裂力学中的数值计算研究

本文将D.Nardini和C.A.Brebbia所提出的一种动态边界积分方程新解法应用于动态断裂力学数值计算，对数值实现问题，尤其对数值稳定性及精度问题进行了详细研究，得到了能保证数值稳定性的数值解法，给出了动态断裂力学计算实例，同己有的数值结果比较，表明本文的计算是成功的。  

集中载荷作用下不同边界条件的弯曲厚矩形板的受迫振动

运用边界积分法研究了四边简支、两对边固定另两对边简支、四边固定三种复杂边界条件下厚矩形板的受迫振动问题,求解过程清晰,从而给出了受迫振动控制方程和挠曲面方程。通过在Matlab平台上进行数值计算,得出了图表形式的计算结果,并与有限元模拟值进行对照。研究表明,边界积分法用于求解厚矩形板的受迫振动问题的准确性,本文推导的控制方程和挠曲面方程的正确性,进而对工程实际中的各种相关问题具有一定的现实意义,也为求解此类问题提供了一种新途径,可以直接运用到工程实际中。  

半平面内多个纳米圆形夹杂的表/界面效应

基于Gurtin-Murdoch表/界面理论,采用边界积分法,讨论了各向同性的弹性半平面中含有任意多个纳米圆形夹杂问题,得到了受表面/界面影响的纳米复合结构的应力和位移的数值解.最后,给出了半平面中含有单个纳米孔洞和纳米夹杂的数值算例,分析了纳米界面存在对整个半平面结构应力场的影响.