用样条法研究高速滑行体的运动

研究高速滑行体在规则波浪中滑行时，得到了二阶常微分方程组，本文应用样条插值求积方法和三次样条配点计算，求解滑行体在不同波浪条件下的纵倾和升沉的响应，实例计算结果与实验值比较一致。     

规则波中高速滑行平板的纵摇与升沉运动

滑行艇在波浪中航行,在波浪的强制下,产生纵摇与升沉的非定常运动.本文研究了二维滑行平板在规则波中的这种非定常运动,得到了计算水动力精确到F~-2的公式,对于一定载荷一定航行状态的滑行平板,给出了计算来波引起的纵摇与升沉幅度的代数方程组.     

海岸碎波拍的计算

研究了一维碎波拍的计算方法．波浪控制方程由欧拉方程在短波周期上平均而得到．为了考虑低频波浪在海岸上的破碎，采用了ＷＡＦ（ＷｅｉｇｈｔｅｄＡｖｅｒａｇｅＦｌｕｘ）方法求解长波方程．对由辐射应力和海底摩擦力引起的方程非齐次项采用了时间算子分裂法进行了处理，并对由此产生的误差进行了修正．计算了单色波和双色波垂直入射海岸的情况，并与实验结果进行了对比．     

变深度浅水域中非定常船波

以Green—Naghdi(G—N)方程为基础，采用波动方程／有限元法计算船舶经过变深度浅水域时非定常波浪特性．把运动船舶对水面的扰动作为移动压强直接加在Green-Naghdi方程里，以描述运动船体和水面的相互作用．以Series60 CB＝0．6船为算例，给出自由面坡高，波浪阻力在船舶经过一个水下凸包时变化规律，并与浅水方程的结果进行了比较．计算结果表明，当船舶经过凸包时，波浪阻力先增加，后减少，并逐渐趋于正常．同时发现，当船速小于临界速度时(Fr＝√gh＜1．0)，G—N方程给出的船后尾波比浅水方程的结果明显，波浪阻力也比浅水方程的结果有所提高，频率散射必须考虑．当船速大于临界速度时(Fr＝√gh＞1．0)，G—N方程的计算结果与浅水方程差别不大，频率散射的影响可以忽略．     

牛膝关节软骨的摩擦行为研究

采用UMT．2型微观多功能测试系统,在试验环境为牛血清,法向加载应力0．8MPa,加载时间从5s到60min变化条件下分别测定了牛膝关节软骨在静态加载和滑行时的法向位移以及滑行时的摩擦系数．结果表明：上、下软骨间的法向位移与加载时间呈非线性增加;滑行时法向位移影响软骨间摩擦系数,启动摩擦系数高于平坦滑行过程中的摩擦系数;滑行速率对软骨摩擦系数的影响较小,加载时间越长,法向位移越大,所对应的启动摩擦系数越大;加载时法向位移和滑行时启动摩擦系数具有类似的变化趋势．     

用压电片测量梁挠度的一种新方法

本文利用样条插值结合高斯数值积分，给出了一种用压电片测量梁上任一点处挠度的新方法．该方法精度高，与实验结果相比，误差不超过５．５％，且挠度是显式表示，计算速度快，特别适合于在线使用．     

计算力学中的样条有限元法的进展

主要评述基于变分原理、样条函数理论与状态空间理论的样条有限元法在近２０多年来的进展以及进一步发展的趋势．首先评述了国外的早期工作──截断式样条函数在力学中的应用情况．接着评述国内工作──样条有限元、样条有限点、样条单元法等优缺点,最后还介绍了目前国内外尚未报导过的,即多变量样条有限元法和样条状态变量法在动力响应中的应用．关键词变分原理,样条函数,状态空间理论,样条有限元法      

不同参数波浪型辐板列车车轮的振动声辐射特性研究

为了分析不同参数对波浪型辐板车轮声辐射特性的影响,根据列车波浪型辐板的建模方法,建立了不同波浪个数、不同波浪幅度的波浪型辐板车轮。首先,利用分块Lanzos法计算出不同波浪个数、不同波浪幅度的波浪型辐板车轮的固有模态;然后运用模态叠加法计算出简谐力作用下车轮的动态响应,并进行了对比分析;最后利用有限元-边界元方法,将车轮外表面的位移响应处理成声学边界元输入,得到不同波浪个数、不同波浪幅度车轮的声辐射功率大小。计算结果表明:波浪型辐板车轮在2波浪和6波浪时具有较低的声辐射功率;6波浪辐板车轮在波浪幅度约为30mm时,具有较低的声辐射功率。此结果为国内波浪型辐板车轮的研究提供了一定的参考。     

一种区间B样条小波平板壳单元及应用

基于二维张量积区间B样条小波,构造了一种件能良好的小波平板壳单元．在小波单元的构造过程中,用二维区间B样条小波尺度函数取代传统多项式插值,在所构造的区间B样条平面弹性单元和平面Mindlin板单元的基础上组合而成．区间B样条小波单元同时具有B样条函数数值逼近精度高和多种用于结构分析的基函数的特点．数值算例表明：与传统有限元和解析解相比,构造的小波平板壳单元具有求解精度高,单元数量和自由度少等优点．     

波浪作用下网帘的水动力载荷和变形计算

 离岸水产养殖中的网箱养殖逐渐成为全球水产养殖业的主导．海洋环境中网箱的水动力荷载对网箱结构的整体设计提出了更高的要求．本文建立了一种计算波浪荷载下网帘结构水动力和变形的数值计算方法,利用质点杆单元模型模拟网帘结构,通过Morison 公式求解网帘结构在波浪荷载下的受力,得到网帘结构的空间分布,同时运用迭代法对网帘结构结点受力及运动变形时的位移进行数值迭代计算,通过双目测距系统对网帘结构变形测量的结果,获得等效弹性系数,并对数值结果进行了验证．     

一种准确度高的土工测试数据拟合新方法

针对目前岩土工程土工测试数据处理方法的不足,给出了一种能够减少端点导数误差的三次样条拟合方法.三次样条函数拟合是曲线拟合的一个公认的较好方法,它具有很好的分段光滑性.但当端点的导数值无法精确得到时,会给样条拟合的准确性带来较大的影响.为了尽量减少这种误差的出现,本文提出先用多项式函数对前、后各一小部分测量数据点进行拟合后,再对函数求导,得到所需端点导数带入三次样条函数,最终得到更加准确的拟合结果.采用文中建立的拟合方法,对地基沉降实测数据进行分析,拟合结果表明本文方法的工程适用性强、拟合准确度高.     

A high‐order mass‐lumping procedure for B‐spline collocation method with application to incompressible flow simulations

This paper presents new developments of the staggered spline collocation method for cost‐effective solution to the incompressible Navier–Stokes equations. Maximal decoupling of the velocity and the pressure is obtained by using the fractional step method of Gresho and Chan, allowing the solution to sparse elliptic problems only. In order to preserve the high‐accuracy of the B‐spline method, this fractional step scheme is used in association with a sparse approximation to the inverse of the consistent mass matrix. Such an approximation is constructed from local spline interpolation method, and represents a high‐order generalization of the mass‐lumping technique of the finite‐element method. A numerical investigation of the accuracy and the computational efficiency of the resulting semi‐consistent spline collocation schemes is presented. These schemes generate a stable and accurate unsteady Navier–Stokes solver, as assessed by benchmark computations. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

Convergence and exact solutions of spline finite strip method using unitary transformation approach

The spline finite strip method(PSM) is one of the most popular numerical methods for analyzing prismatic structures.Efficacy and convergence of the method have been demonstrated in previous studies by comparing only numerical results with analytical results of some benchmark problems.To date,no exact solutions of the method or its explicit forms of error terms have been derived to show its convergence analytically. As such,in this paper,the mathematical exact solutions of spline finite strips in the plat...     

A 3D pyramid spline element

In this paper,a 13-node pyramid spline element is derived by using the tetrahedron volume coordinates and the B-net method,which achieves the second order completeness in Cartesian coordinates.Some appropriate examples were employed to evaluate the performance of the proposed element.The numerical results show that the spline element has much better performance compared with the isoparametric serendipity element Q20 and its degenerate pyramid element P13 especially when mesh is distorted,and it is comparable to the Lagrange element Q27.It has been demonstrated that the spline finite element method is an efficient tool for developing high accuracy elements.     

样条状态变量法分析扁球壳的动力响应

基于瞬时变分原理与样条函数理论,建立扁球壳的动力方程,引入样条参数及其对时间的导数作为状态变量,导出状态方程,对空间域,采用样条有限元法,对时间域,采用现代控制论中的状态空间法,此外,建立了一种状态变量的递推计算格式,在计算过程中,不解线性方程组,也不需采用解耦技术,只要作矩阵运算,可直接算出动力响应量,文末给出的数值算例表明本文方法是可靠 与有效的。     

Analysis of thin parallelogram plates' bending by spline-finite-strip method

Spline finite strip has been successfully applied in solving right plates and shells by Cheung et al in 1982. In this paper, the method is extended to the analysis of parallelogram plate. This extension still retains the banded nature of the spline finite strip and only small amount of extra computing effort is required. Furthermore, the discretisation error of the above method is established theoretically as a general case for the spline finite strip method.     

Development of quadrilateral spline thin plate elements using the B-net method

The quadrilateral discrete Kirchhoff thin plate bending element DKQ is based on the isoparametric element Q8, however, the accuracy of the isoparametric quadrilateral elements will drop significantly due to mesh distortions. In a previous work, we constructed an 8-node quadrilateral spline element L8 using the triangular area coordinates and the Bnet method, which can be insensitive to mesh distortions and possess the second order completeness in the Cartesian coordinates. In this paper, a thin plate spline element is developed based on the spline element L8 and the refined technique. Numerical examples show that the present element indeed possesses higher accuracy than the DKQ element for distorted meshes.     

多变量样条有限元法

本文提出了一种基于胡海昌－鹫津久一郎三类变量广义变分原理［１，２］的多变量样条有限元法，文中应用乘积型二元三次Ｂ样条插值函数来构造板壳的广义变量场函数，由三类变量广义变分原理来建立多变理样有限元模型。在计算种种场变量时，既不必求导，又无需用应力应变关系式，可直接算得其结果，因而对各种场变量均有足够的精度，文中，还解算了振动与稳定特征值问题，均得到了精度较好的数值结果。     

流体力学问题的三次样条配置法

本文给出了三次样条配置法在流体力学问题数值解中的应用以及在这一领域的新进展。给出了流体力学方程中主要的样条函数关系和解算步骤。所有情形都是便于反演的三对角形矩阵。简要评述了SADI方法和样条方法在每一坐标方向的分步计算方法、截断误差和稳定性。给出了处理混合边界条件的一般公式。最后简要讨论了样条近似引起的数值弥散和耗散。