计入气穴的水下爆炸作用下结构流固耦合三维数值模拟

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．     

计算流体力学中的谱方法

本文论及偏微分方程数值解中的谱方法的理论基础和数值实现．评述近年来有关谱方法的最主要的几个研究领域，着重讨论区域分解技术，不同数学模型的耦合以及不同离散方法的耦合问题，并介绍一些最新结果．     

周期结构区域中压电问题的双尺度有限元方法

近年来纤维压电复合材料的力电性能预测已发展为一个重要的研究领域．对力电耦合周期结构的复合材料问题,通过引入匹配的边界层得到了电势与位移解的新型双尺度有限元计算方法,建立了电势与位移的双尺度耦合关系,分析了双尺度有限元解的误差.数值算例验证了方法的有效性．     

关于Darcy方程和Stokes方程耦合问题的非协调稳定化方法

对于Darcy-Stokes耦合问题,基于非协调的Crouzeix-Raviart元,提出了一种新的稳定化有限元方法．并对该方法导出了最优的误差估计．最后,用数值计算验证了所提出理论的有效性．     

一个类似于KN族的可积系及其可积耦合

本文选用loop代数A₁的一个子代数,建立了一个线笥等谱问题,导出了一个类似KN族的可积方程族．通过建立求可积耦合的一种简便直接方法,求出了该方程族的可积耦合．这种方法也适用于其它方程族。     

弹性动力问题的有限元与特解边界元耦合的数值方法

导出了特解边界元法与有限元法的耦合方程。并应用自由度缩减技术,使耦合方程的自由度缩减到有限元域及其和边界元域的耦合边界上。这样得到的耦合方程不增加原有限元方程的带宽和阶数。耦合方程的求解可以引用求解有限元方程的所有方法,易于程序实现。数值算例结果表明,本文所提出的方法是正确的,是一种较为理想的耦合方法。     

一种有限元-边界元耦合分域算法

提出了一种有限元-边界元耦合分域算法．该算法将所分析问题的区域分解成有限元和边界元子域,在满足两子域界面上位移和面力协调连续的条件下,通过迭代求解得到问题的解．在迭代求解过程中,引入动态松弛系数,使收敛得以加速．该方法在两子域界面上有限单元结点和边界单元结点的位置相互独立,无需协调一致,对诸如裂纹扩展过程的模拟具有独特的优势．用所提出的耦合算法分析算例,得到的结果与有限元法、边界元法和另一种耦合算法的数值计算结果一致,验证了这种算法的正确性和可行性．     

考虑大变形的刚-柔耦合旋转智能结构动力学分析

基于Hamilton原理对带端部质量的刚柔耦合旋转智能结构建立了耦合的非线性动力学模型．根据一阶近似耦合（FOAC）模型理论,通过有限元方法,得到了系统的有限维模型．模型中考虑了轴向、横向位移和转动角度的非线性几何效应,以及压电材料和结构的大变形及离心刚化效应．在有限元模型的基础上,建立了3种实际系统模型方程,分别是无压电层的结构,有压电层开环状态和闭环状态．最后基于简化模型的仿真结果显示出有端部质量和没有端部质量的差异,智能结构梁在闭环和开环的差异,高速旋转梁的离心作用及结构外加电载荷的动力响应．     

具有阻尼波方程与Schrdinger耦合系统的Legendre谱分析

运用Legendre谱方法研究Schrdinger方程与具有黏性阻尼波方程耦合组成的系统稳定性问题.首先通过分析得到耦合系统能量不增长,再利用Legendre谱方法对该系统特征方程进行数值化,并利用MATLAB计算得到该耦合系统的谱分布,从而根据系统特征根全部分布在复平面的左半平面并距离虚轴一定距离得到该耦合系统达到了强稳定.最后将Legendre谱方法应用到热方程与Schrdinger耦合系统的稳定性.     

碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合模型研究

针对碾压混凝土坝存在众多施工层面问题,提出了确定影响层厚度以及相应物理力学参数的方法;在此基础上,探讨并建立了碾压混凝土坝渗流场与应力场两场耦合模型,研制了相应的三维有限元程序．研究表明,结合试验和理论分析确定的碾压混凝土坝层面影响层的厚度、弹性模量和泊松比等参数更切合实际;提出的碾压混凝土坝渗流场与应力场两场耦合模型,能较好地体现两场耦合作用,开发的三维有限元模型能较充分反映碾压混凝土坝施工层面的特性．通过研究,为分析施工层面对碾压混凝土坝变化性态影响,以及了解大坝的应力和渗流的相互作用提供了科学依据．     

自适应多重网格法与超松弛法的比较

多重网格法(Multiple Grid Method,简称M-G方法)是近年来出现的快速方法之一,本文在M-G方法中采用自适应控制层间转换的技术,并将自适应M-G方法与G-S迭代方法及SOR迭代方,法进行了比较。其计算结果表明,自适应M-G方法的计算量比G-S迭代及SOR迭代少得多,当M-G方法所用层数为4-6层,这种优越性就更加明显,且自适应M-G方法中选取控制参数有很大的灵活性。     

内点惩罚函数法的改进算法

本文针对内点惩罚函数法现有算法在计算中设计变量常常越出可行域边界 ,导致计算失效而提出了一种改进的计算方法 .该方法的主导思想就是保证对内点惩罚函数的求极值过程一直限定在可行设计区域内 ,从而保证各 X* ( γ* )均在可行域内 ,并进行了实例计算验证 .     

弦割法与Muller法收敛阶的新证明方法

弦割法、Muller法与牛顿法一样,都是求解非线性方程的著名算法之一.然而在目前众多优秀的数值分析教材或论著中.关于弦割法和Muller法收敛阶的证明过程都是比较复杂的,无一例外的都是借助于差分方程的求解.本文对这两个算法的收敛阶给出了一种新的简单、直接的证明方法,达到了与牛顿法收敛阶证明方法的统一,同时还能够方便地求...     

The Shell Method

<正>Here is another method for finding the volume of a solid of revolution.It's called the method of cylindrical shells or the shell method.For many problems,it's easier to apply than the disk method and washer method.So,what is a shell?A shell is a solid bounded by two concentric right circular cylinders(Figure 1).Some people also call it as a cylindrical shell.Shell method is always applied to a solid ob-     

修正的LMS方法

ＢｉｔｍｅａｄＲ．Ｒ和ＡｎｄｅｒｓｏｎＤ．Ｏ在文献［１］中为任意线性方程组的求解提出了一种颇为有效的算法，称为ＬＭＳ方法．文献［２］详细地论述了算法的收敛性，指出收敛极限是方程组的最小二乘解．本文为使解线性方程组的ＬＭＳ算法具有更广泛、更方便的应用性．对文献［２］中的ＬＭＳ算法作了修正．理论和实践证明修正后的算法是成功的．     

Discrete Gradient Method: Derivative-Free Method for Nonsmooth Optimization

A new derivative-free method is developed for solving unconstrained nonsmooth optimization problems. This method is based on the notion of a discrete gradient. It is demonstrated that the discrete gradients can be used to approximate subgradients of a broad class of nonsmooth functions. It is also shown that the discrete gradients can be applied to find descent directions of nonsmooth functions. The preliminary results of numerical experiments with unconstrained nonsmooth optimization problems as well as the comparison of the proposed method with the nonsmooth optimization solver DNLP from CONOPT-GAMS and the derivative-free optimization solver CONDOR are presented.     

多重多级子结构方法与模态综合法的对比研究

利用高精度多重多级子结构方法与传统的动力子结构模态综合法（MSC.Nastran超单元法）进行对比研究．该算法采用Lanczos方法与子结构周游树技术,考虑了各子结构内部自由度对整体求解的贡献,算法精度得到显著提高,并与不作凝聚的单一整体结构分析具有相同的计算精度．数值结果表明多重多级子结构方法相比于模态综合法在子结构划分及多层次调用上更为灵活,计算结果不受复杂子结构划分方式的限制和出口点选取的影响,在高阶频率的计算方面精度更好．     

弹性力学中的立兹法和屈列弗兹法的一般推导

本文采用一般的数学表示形式推导了线弹性力学中的立兹法和屈列弗兹法,证明了立兹法给出相应泛函极值的上限,屈列弗兹法则给出其下限.同时发现,特征值问题(例如自振频率问题)泛函变分法中的屈列弗兹法同求特征值的放松边界条件下限法是一致的.当然,此处的推导结果,也适用于一类泛函的变分法中,这类泛函的欧拉方程是线性正定的.     

泛函梯度数值计算的一种新方法—正交试验法

本文研究并揭示了L_(2~a)(2~(2~a-1))型正交表行(列)间的递推规律,提出了一种泛函梯度数值计算的新方法——正交试验法,该方法在计算速度和精度上优于直接梯度法;在通用性及节省内存方面优于伴随算子法。     

概率型数据模糊化方法研究

在实际中用一个精确量很难描述一个比较模糊的概念，如好坏、高低等，而用模糊数学方法往往能很好地解决这类问题。在模糊评估和模糊控制中，常常碰到隶属度如何确定或将精确数据如何模糊化的问题。本文采用正态分布模型对概率型数据进行模糊化，并针对正态分布模型存在边缘非单调性的缺陷，对模型进行了改进，最终建立了改进型正态分布模糊化模型，通过模糊化实例计算，证明这种方法是有效可行的。