某新型直升机“地面共振”初步分析

对某新型直升机垂直起落状态“地面共振”初步分析,采用经典的空间动力模型进行计算.文中给出了该机“地面共振”初步计算的计算方法和计算结果,并得出初步计算结论.根据现有条件,该机暂时无法做起落架刚度、阻尼试验,在初步计算中,起落架的全部动力学参数都是根据理论计算或经验公式得出的,包括起落架传递系数,缓冲器和机轮的静压曲线、刚度阻尼特性等.本文推导了这些参数的计算方法以及全机平衡状态计算的计算方法.     

一种考虑薄壁散射效应的声学计算模型

采用薄壁边界元/FW-H理论混合方法建立了考虑薄壁声学散射效应的数值计算模型.这种声学计算模型可以预测存在薄壁如风扇机匣、蜗壳等条件下的声波的传播及散射问题.计算模型的建立主要包含噪声源的计算和声源的传播两方面:首先建立FW-H的频域方程,并采用计算流体力学方法计算流场,通过流场数据计算气动噪声源;然后采用薄壁面边界元法计算固壁对声波的散射,并计算声波在固壁散射后的声场分布.数值计算结果和实验结果及经典的叶轮机管道风扇噪声理论进行了对比,结果表明,这种计算模型与理论计算结果及实验结果吻合较好,可以准确的预测机匣壁的散射效应对声源传播的影响.     

求解结构动应力的振型函数差分法

本文利用常规有限元方法的计算结果，结合数值计算方法对振型函数进行［Ｌ］算子的微分计算，从而可方便迅速获得到复杂结构动应力响应，并对梁和板进行了计算，计算结果表明该方法具有较高的精度，较一般的动态有限元具有通用性强，计算简单等特点。     

基于第一性原理的固体界面摩擦学性能高通量计算研究

基于第一性原理提出了自动构建计算构型-自动提交计算任务-智能分析计算数据的固体界面摩擦性能自动化计算方法,并通过并发-并行同时计算约1 000个计算任务,实现了固体界面摩擦性能的高通量计算. 以石墨烯/石墨烯滑动体系为例,测试了高通量计算方法的可靠性. 结果表明:通过该方法计算的势能面与文献中使用传统方法计算的势能面一致,摩擦系数也与试验结果相符合,从而验证了该方法的可靠性. 该方法能够极大地节约科研人员使用第一性原理研究固体界面摩擦性能所需的时间.      

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采取简化分析模型的方法,对推土机六向铲计算分析结构进行简化,在此基 础上对推土机六向铲进行受力分析及其数学模型的建立,主要对计算载荷的确定、计算位置 的选择进行了分析论证;对提升油缸力、顶推架支点反力和各铰点反力进行了分析计算. 这些计算不仅为工作装置的机构设计提供计算依据,还为工作装置、履带台车架等零部件强 度、刚度计算提供载荷计算依据.     

Wilson-θ法直接积分的运动约束和计算扰动

Wilson-θ法的积分过程一般不可能同时既符合计算假设规定的运动约束条件又满足动力平衡方程,时间步长内附加了一个计算扰动影响。由Wilson-θ法积分计算出的时间步长终点不平衡加速度和系统的动力平衡方程,本文导出了时间步长内计算扰动的确定方法,并进一步采用①同步计算消除计算扰动效应和②后续步计算消除计算扰动效应,两种途径抵消其不利影响。算例指出,本文方法有效减少Wilson-θ法直接积分结果的误差和超越现象,提高了计算稳定性。     

一种基于壳单元的自动快速计算方法及其在结构设计中的应用

提出一种自动快速计算方法实现壳结构设计中多参数大规模问题的快速计算。该方法将参数域离散技术、显式参数化有限元技术和子空间构造技术通过自动快速计算流程联系起来,提高了快速计算方法的可操作性,改变了常规快速计算方法的流程。同时,通过误差控制实现对子空间的实时更新,在提高快速计算方法的精度的同时减少计算成本。该方法在车身结构...     

薄膜单元和六面体单元的耦合计算模型

本文提出薄膜单元和六面体二次等参单元的耦合计算模型.由所编制的计算程序进行实例计算,计算结果与解析解一致.     

入水问题的Euler-Lagrange流固耦合数值模以技术研究

针对结构入水过程的特点,建立了一种把Eulerian计算过程和Lagrangian计算过程耦合起来的数值技术,编写了计算程序,把结构对水作用的过程和结构动力学响应过程的计算结合起来,实现了结构与水之间流固耦合作用过程的模拟.其中水、空气的运动利用Eulerian过程的流体弹塑性有限差分计算程序进行模拟,结构的运动变形利用Lagrangian过程的结构动力学有限元计算程序模拟结构响应.通过板入水问题的计算结果与商业软件计算结果进行比较,验证了计算方法对流固间相互作用处理的正确性.本文计算程序可用于一般入水问题的结构响应-流场运动分析中.     

结合向量化和FFT技术的模型扰动引力快速计算

用地球重力场模型计算扰动引力矢量时,随着模型阶次的提高,计算效率会迅速降低。针对此问题,研究了扰动引力矢量计算的矩阵表示形式、计算过程的向量化技术以及顾及起始计算点坐标的快速傅里叶变换(FFT)计算表达式。利用EGM2008地球重力场模型进行数值实验,结果表明:结合向量化和FFT技术可实现快速计算区域和全球格网模型扰动引力矢量,计算全球扰动引力矢量时,当重力场模型展开至2160阶次对应5′×5′的分辨率,计算效率可提高5倍,展开至360阶次对应30′×30′的分辨率,计算效率可提高近10倍。所提出的方法对于快速计算模型重力场元具有一定的参考作用。     

基于质量守恒的缆索计算理论与找形解析算法

旨在解决既有缆索计算理论的基本假定不合理问题,基于质量守恒原则推导了精细化缆索计算理论;根据拉格朗日坐标建立了考虑缆索截面变形后受拉刚度变化的改进弹性悬链线计算理论。研究结果表明,精细化缆索计算理论与改进的分段悬链线计算理论具有等价性;自重下跨度为888 m的缆索找形计算案例中,精细化缆索计算理论与悬链线方程理论的缆力及高程差值分别为61.5 kN和-158.7 mm,与弹性悬链线理论计算差值对应分别为1.9 kN和0.5 mm;受外载下跨度为1038 m缆索找形计算案例中,推导的精细化缆索计算理论与悬链线方程理论缆力差值分别为77.8 kN,与弹性悬链线理论无应力长度计算差值控制为1.0 mm。精细化缆索单元计算理论及缆索找形算法可作为缆索承载结构体系一种完备的精细化计算理论与方法。     

混凝土桥梁拼接后收缩徐变计算方法分析

为分析混凝土收缩徐变对新旧拼接混凝土桥梁的影响,考虑每个计算步长内由混凝土收缩引起的应力的徐变作用和混凝土的弹性模量变化,根据能量原理推导了混凝土收缩徐变的位移法基本方程。分别按每个计算步长内应力为变值和常值,采用增量法推导了每个计算步长内收缩徐变的递推计算公式,并编制了相应的计算程序。对比分析表明,按每个计算步长内应力为变值的计算结果与实测值吻合良好,与每个计算步长内应力为常值相比,可以增大计算步长,减少叠加次数,大大加快程序计算速度。     

地球重力场模型计算点向径取值对模型重力场元影响

利用地球重力场模型计算重力场元时,为提高计算速度,有时将计算点的高程近似为0,为提高精度,在球面对计算点高程进行泰勒级数展开。但是,考虑到地球表面真实情况,这种近似将会引入巨大的距离误差,同时也会影响计算点的地心纬度值。针对此,分析了计算点向径不同取值之间的差异及对计算点地心纬度、模型垂线偏差计算结果的影响,引入等效高程讨论了按照泰勒级数展开快速计算模型垂线偏差方法的适用性,采用实测数据比较了计算点向径不同取值计算模型垂线偏差的精度。实验结果表明:将计算点向径近似为地球长半轴与计算点高程之和,造成的距离误差可达20 km,而近似为参考椭球面向径与地面点高程之和造成的距离误差最大不超过6 cm,对模型垂线偏差的影响则不足0.05',这为精确快速计算模型重力场元提供了参考。     

磁性流体密封磁场的解耦计算

分析了磁性流体密封中的磁场与力场的耦合问题,采用边界逼近的迭代方法准确计算了磁场分布,进而求出了密封压差,分析了解耦计算与线性计算的差别.结果表明,随着磁性流体磁化强度的提高,解耦计算与线性计算的差别增大.     

-种确定土体固结系数C_V的新方法

计算固结系数的方法很多, 它们各有千秋, 但无论哪种都不能计算土体在任意固结时刻的固结系数。本文把几种计算方法的优点结合起来, 找到了-种计算任意固结时刻固结系数的新方法, 并用室内系列固结实验数据进行了计算。现场观测资料分析计算结果与之对比结果表明, 该方法行之有效。     

复振型导数计算的移位多次模态加速法

本文研究了含粘性阻尼结构的复振型导数计算问题，将导数计算问题看成是一个简谐激振的响应计算问题，采用多次模态加速法和移位法，导出了复振型导数计算的移位多次模态加速法。该方法具有明确的数学和物理意义，可导出已有的各种计算方法。算例表明本方法计算复振型导数只需用很少几个模态即可保证精度，计算量大大减少。     

硬球加强模型在CFD-DEM耦合计算中的验证与分析

针对CFD-DEM耦合计算中,颗粒计算时间步的选取影响颗粒碰撞计算精度和效率的问题。本文引入插值算法,将动量定理求解颗粒碰撞前后速度进行加权平均;根据弹性理论计算得到颗粒碰撞力,进行动力学方程求解;通过速度收敛准则修正初值速度并自动调整迭代求解次数,提出一种计算精度不受计算时间步长影响,无需对碰撞过程进行精细描述的高效率和高精度的加强硬球模型。对两个颗粒匀和变速碰撞算例进行数值模拟,碰撞后速度、碰撞力和碰撞时间与理论计算误差小于4%,与采用软球碰撞模型的DEM方法相比,颗粒碰撞计算精度不受计算时间步长影响,计算效率提高36.3%和36.8%。对单个颗粒在静水中沉降进行数值模拟,计算步长取10 s～5 s,颗粒与壁面即可得到精确解,计算效率提高33.5%。通过压力损失实验验证了该模型能够准确计算颗粒体积分数小于12%条件下两相流的压力损失。     

计算机软硬件配置对有限元计算速度和精度的影响

针对有限元模拟,如发展板材轧制快速有限元计算对计算精度和计算速度的不断提高,研究了快速发展的计算机软硬件条件对计算速度和计算精度的影响.自行开发了板材轧制刚塑性有限元程序,选用了1台工作站和4台不同硬件配置PC机,装有三种常用操作系统windows,Linux,IRIX,分析了计算机软硬件对板材轧制有限元计算精度如轧制力和前滑,和对计算时间和迭代次数的影响.提出了有限元计算的合理计算机配置,为有限元模拟计算机配置的选择提供参考,并为板材轧制高精度的快速在线计算提供计算机软硬件平台.     

变截面梁横向振动固有频率数值计算

根据边界条件对变截面梁横向振动四阶变系数微分方程降阶, 形成关于挠度和弯矩的二 阶非显式递推变系数微分方程组; 利用有限差分法, 研究了变截面简支梁横向振动固有频率 的数值计算方法及其精度. 理论分析和正交计算的算例表明: 数值计算算法简单, 计算精度 取决于计算步长的数目和梁横截面竖向渐变率, 与梁宽和梁长无关; 对于给定的计算步长或 数目, 可以估算数值计算的精度; 对于给定的精度要求, 可以确定合理的计算步长或数目.     

地表垂直爆破震动速度的数值计算

针对爆破震动速度计算中存在的问题,提出了分两步计算的方法,即先计算爆炸近区由炸药爆炸引起的冲击压力,再计算远端震动区的质点震动速度。并对动力学计算中的阻尼问题进行了初步讨论。利用本文提出的方法对岩粉、水和空气三种不同间隔装药结构下的不同质点处的震动速度进行了计算,计算结果与实测结果吻合较好。岩粉间隔装药条件下的计算地表垂直震动速度最大,水间隔装药次之,空气间隔装药最小。