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基于一种新型数值算法的电磁场仿真研究 被引量:2
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作者 聂昕 李永利 何智成 《机械强度》 CSCD 北大核心 2018年第2期378-383,共6页
在电磁场的数值计算中,一般采用有限元法进行模拟仿真。但由于传统有限元法系统解的精度受剖分单元数目以及计算阶数复杂程度的影响,使得有限元法的计算效率并不高。为了提高电磁场数值计算效率,在有限元法中引入梯度光滑操作,提出一种... 在电磁场的数值计算中,一般采用有限元法进行模拟仿真。但由于传统有限元法系统解的精度受剖分单元数目以及计算阶数复杂程度的影响,使得有限元法的计算效率并不高。为了提高电磁场数值计算效率,在有限元法中引入梯度光滑操作,提出一种新型基于边的光滑有限元算法,利用Matlab对长直接地金属槽和电动车整车二维电/磁场两个算例进行编程仿真分析。结果表明梯度光滑操作能使离散系统更接近连续系统,计算精度和计算效率都得到明显的提高。 展开更多
关键词 基于边的光滑有限元法 梯度光滑 电动车电磁场 数值计算
非结构网格下基于梯度光滑法的改进TVD格式 预览 被引量:1
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作者 回达 王双强 +2 位作者 张桂勇 于大鹏 宗智 《浙江大学学报:工学版》 CSCD 北大核心 2017年第5期1032-1043,共12页
针对在非结构网格下迎风信息通常无法被清楚地定义而使最小变差递减(TVD)格式很难被直接应用的问题,提出基于梯度光滑法的改进TVD格式.利用基于不同光滑域构造的3种梯度光滑法,即节点梯度光滑法、中点梯度光滑法、中心点梯度光滑法,... 针对在非结构网格下迎风信息通常无法被清楚地定义而使最小变差递减(TVD)格式很难被直接应用的问题,提出基于梯度光滑法的改进TVD格式.利用基于不同光滑域构造的3种梯度光滑法,即节点梯度光滑法、中点梯度光滑法、中心点梯度光滑法,提出相应的3种改进TVD格式;根据迎风点的位置,先判断所在单元,然后通过3种改进格式对迎风点上的变量进行插值计算.将提出的改进TVD格式应用于求解双曲型偏微分方程间断问题.在数值实验中,采用3种经典流通量限制器(Superbee,Van Leer和Minmod),并将结果与其他方法相比.数值结果表明,基于梯度光滑法的改进TVD格式能够有效避免数值振荡,并减小数值耗散,对于间断问题和连续问题均取得较好的计算结果. 展开更多
关键词 梯度光滑法(GSM) 非结构网格 TVD格式 对流方程 迎风信息
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基于非均匀光滑有限元法的功能梯度压电梁自由振动分析 预览
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作者 蔡斌 周立明 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期48-53,共6页
为了提高求解功能梯度压电材料动响应的精度,克服有限元系统刚度偏硬的缺点,提出非均匀Cell-based光滑有限元法。基于单元的梯度光滑操作,考虑材料物性沿宽度方向呈梯度连续变化,推导非均匀Cell-based光滑有限元法的基本公式,分析功能... 为了提高求解功能梯度压电材料动响应的精度,克服有限元系统刚度偏硬的缺点,提出非均匀Cell-based光滑有限元法。基于单元的梯度光滑操作,考虑材料物性沿宽度方向呈梯度连续变化,推导非均匀Cell-based光滑有限元法的基本公式,分析功能梯度压电悬臂梁的材料物性参数遵循不同梯度分布规律时结构自由振动的固有频率与振型,并与FEM求解结果进行对比。研究结果表明:光滑梯度操作可降低有限元系统的刚度,非均匀Cell-based光滑有限元法的数值解更加接近真实解,从而可为功能梯度压电材料的进一步应用提供参考。 展开更多
关键词 非均匀光滑有限元法 功能梯度压电材料 自由振动 梯度光滑技术
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裂隙岩体渗流的光滑多尺度随机配点法 被引量:2
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作者 孟广伟 李霄琳 +1 位作者 周立明 李锋 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期34-41,共8页
针对非均质裂隙岩体的随机渗流问题,提出光滑多尺度随机配点法。其基本思想是基于稀疏网格随机配点法将随机问题简化为相应配点处的非耦合确定性问题,利用有限全局信息构造多尺度基函数,捕捉材料的非均质性和流体流动的耦合关系,引... 针对非均质裂隙岩体的随机渗流问题,提出光滑多尺度随机配点法。其基本思想是基于稀疏网格随机配点法将随机问题简化为相应配点处的非耦合确定性问题,利用有限全局信息构造多尺度基函数,捕捉材料的非均质性和流体流动的耦合关系,引入梯度光滑技术组装粗网格单元相关矩阵,将小尺度非均质信息体现到大尺度上,由此在粗网格上对问题进行求解。同传统多尺度随机配点法相比,光滑多尺度随机配点法在组装粗网格单元相关矩阵时将研究区域的内积分转化为边界积分,无需求解基函数的连续形式及导数,简化了程序,并且使有限元系统得到一定程度的“软化”。数值算例结果表明:光滑多尺度随机配点法比传统多尺度随机配点法具有更高的精度和效率。 展开更多
关键词 光滑多尺度随机配点法 双重介质模型 多尺度有限元法 梯度光滑技术 随机配点法
基于随机场正交展开理论的Cell-based随机光滑有限元方法 预览 被引量:1
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作者 周立明 孟广伟 +1 位作者 李锋 郭学东 《东北大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1164-1169,共6页
为解决工程结构中随机参数大变异问题,提出基于正交展开理论的Cell-based随机光滑有限元方法.该方法采用Karhunen-Loève级数将随机场分解为不相关随机变量,再使用混沌多项式将位移随机响应展开,将展开后的随机场及位移响应引入到Ce... 为解决工程结构中随机参数大变异问题,提出基于正交展开理论的Cell-based随机光滑有限元方法.该方法采用Karhunen-Loève级数将随机场分解为不相关随机变量,再使用混沌多项式将位移随机响应展开,将展开后的随机场及位移响应引入到Cell-based光滑有限元中.详细推导了基于正交展开理论的Cell-based随机光滑有限元平衡方程,进一步给出了结构位移均值与协方差矩阵的计算公式,具有对网格要求低、计算精度高的优点,并对材料特性具有随机性的带孔方板的随机响应问题进行了分析,数值算例结果表明该方法是正确有效的. 展开更多
关键词 Cell-based随机光滑有限元 Karhunen-Loève展开 混沌多项式 梯度光滑技术 随机场
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基于面光滑有限元法的三维声传播问题研究 预览
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作者 尤小健 李威 柴应彬 《舰船科学技术》 北大核心 2015年第12期104-109,共6页
为解决标准有限元方法"过刚"的特性,采用一种基于面的光滑有限元法(FS-FEM)来求解三维声学问题,在FS-FEM模型当中,应用四节点的四面体单元来离散三维声场域,通过与四面体单元面相关的光滑域并运用伽辽金弱形式来建立线性离散系统的... 为解决标准有限元方法"过刚"的特性,采用一种基于面的光滑有限元法(FS-FEM)来求解三维声学问题,在FS-FEM模型当中,应用四节点的四面体单元来离散三维声场域,通过与四面体单元面相关的光滑域并运用伽辽金弱形式来建立线性离散系统的控制方程,在面光滑域上进行的梯度光滑操作能够"软化"原来"过刚"的FEM模型,因此能够减少数值离散误差。数值仿真结果表明:运用相同的网格密度,FS-FEM能够得到比FEM更加精确的计算结果。 展开更多
关键词 光滑有限元法 梯度光滑技术 声学 数值方法
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基于一种新型三角形壳元的汽车车身部件模态分析 预览 被引量:7
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作者 崔向阳 李光耀 徐峰祥 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期 101-106,共6页
针对现有的三角形壳元难以用于汽车车身模态分析的问题,提出一种基于边光滑的三角形壳元用于汽车车身部件的模态分析。壳单元公式基于一阶剪切变形理论,并采用离散剪切间隙有效地消除剪切自锁。问题模型首先离散成可自动生成的非结构三... 针对现有的三角形壳元难以用于汽车车身模态分析的问题,提出一种基于边光滑的三角形壳元用于汽车车身部件的模态分析。壳单元公式基于一阶剪切变形理论,并采用离散剪切间隙有效地消除剪切自锁。问题模型首先离散成可自动生成的非结构三角形网格,并在三角形网格的基础上进一步形成基于边的积分区域。提出一种基于边的局部坐标系统,并在局部坐标系内通过梯度光滑技术获得积分域内的光滑应变,从而调节系统刚度,有效地改善结果的精度。基于光滑迦辽金格式构造离散系统方程,并建立基于边光滑三角形壳元的刚度矩阵和质量矩阵列式,对复杂的汽车车身部件进行模态分析。通过与现有软件和参考结果的对比,验证所提算法的有效性和高精度。 展开更多
关键词 三角形壳元 模态分析 梯度光滑技术
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