基于ANUSPLIN的时间序列气象要素空间插值

【目的】介绍ANUSPLIN在黄土高原多沙粗沙区时间序列气象要素的空间插值过程,为相关人员在ANUSPLIN的参数设置、误差分析和协变量要素选择等方面提供参考。【方法】以薄盘样条函数为插值理论,以专用气象数据插值软件ANUSPLIN为实现工具,并引入一个或多个协变量线性子模型,来实现多个气象要素的空间插值。【结果】完成了黄土高原多沙粗沙区时间序列（1980-2000年）多个气象要素月平均数据的栅格化,计算了气象要素随其影响因子变化的关系。【结论】ANUSPLIN以薄盘光滑样条函数为理论基础,引入协变量线性子模型,能较好地提高气象要素空间插值精度,且能反映气象要素随其影响因子变化的比率关系。在大多数情况下,该区模型选择以样条次数为3次的局部薄盘光滑样条函数模型为最佳。温度的空间插值相对比较容易,且误差较小,1995-07平均相对误差为1%;风速、水汽压的误差中等;日照时数和降雨量的误差较大,个别情况相对误差可超过50%。

ANSYS软件中修正剑桥模型的二次开发

ANSYS软件具有很强的非线性计算功能和前、后处理能力,是目前世界上最强大的通用分析程序之一。标准ANSYS程序中包含众多的材料本构模型,但尚缺少岩土工程数值计算中常用的修正剑桥模型。为扩展ANSYS在岩土工程领域的计算能力,利用二次开发工具UPFs和数据接口将修正剑桥模型连接到标准ANSYS程序中。二次开发的核心是本构模型子程序UMAT.F的编制。子程序的编写一方面要符合修正剑桥模型的本构关系式和弹塑性有限元计算的特点;另一方面变量名和输入输出格式必须和标准ANSYS程序一致。对二次开发后的ANSYS程序进行了典型算例的验证。结果表明,在ANSYS中加入修正剑桥模型的方法是可行的,可推广到ANSYS对于其他材料本构模型的二次开发中。

Matlab与VB、VC高级语言的接口方法

首先介绍了当前在国内外十分流行的工程设计和系统仿真软件包Matlab的优缺点,然后展开介绍了Matlab与VB,VC进行接口的常用的几种方法,即中间文件传递法、动态连接库DLL、动态数据交换DDE、引擎应用程序、ActiveX自动化服务技术和Matcom等方法,最后对其效果进行了小结.

LINPACK与机群系统的LINPACK测试

一、引言 LINPACK[1,2,7]是一个用Fortran语言编写的线性代数软件包,主要用于求解线性方程和线性最小平方问题.该软件包提供了各种线性系统中的求解方法,比如各种各样的矩阵运算,可以从文[2]得到完整的LINPACK软件包.LINPACK的初衷并不是制订一个测试计算机性能的统一标准,而只是提供一些常用的计算方法的实现,但是由于该软件包的广泛使用,这样就为通过LINPACK例程来比较不同计算机的性能提供了可能.

基于Visual C++和MATLAB的联合编程方法的研究

MATLAB是功能很强的数学软件，Visual C++是Windows平台下最为强大的应用程序开发系统。为充分发挥二者的功能，利用MATLAB提供的MATLAB engine技术，实现在Visual C++开发的应用程序中完全操纵MATLAB，克服了在Visual Basic中调用MATLAB的方法[3]所带来的功能限制和程序运行低效问题，用户可以在Visual C++和MATLAB中分别编制各自擅长领域的代码，再利用提出的方法，开发出可靠高效、功能强大的应用程序。

基于本体的数学知识获取与知识继承机制研究

基于本体、框架和逻辑给出了数学知识表示语言,采用了面向概念的数学知识获取方法,利用半自动的方式对数学知识进行了获取。提出了知识树的概念用于所获得的知识的管理,设计并实现了数学知识获取和管理平台。研究了数学概念知识体系结构以及概念之间的知识继承机制,并对知识继承的一致性进行了分析。在数学知识的应用方面,对基于Web的数学知识问答系统、数学智能教学系统、数学知识的多语言版本自动生成等进行了初步的探讨。

基于Matlab的油菜移栽机栽植机构运动学建模与分析

针对自制油菜移栽机栽植机构作业质量差的问题,利用Matlab语言建立了栽植机构的运动模型,分析机构参数对作业性能的影响。结果表明,大、小曲柄的长度及2曲柄的夹角和摇杆的长度对机构的作业性能有重要影响。根据这些参数对作业轨迹曲线的影响趋势,寻找到一组较优化的机构参数。当轨迹高度为181 mm、株距为240 mm时,入土轨迹与出土轨迹的重合度好,出土轨迹基本保持竖直,在投苗点附近时,栽植器的最大速度为0.048 m/s,其姿态保持与水平面垂直,加速度的波动范围小,能满足油菜移栽的要求。

面向对象有限元并行计算框架PANDA

为提高我国工程数值模拟软件的开发能力,面向武器工程大规模并行计算需求,基于层次化、模块化及面向对象的现代软件设计技术,分析探讨有限元并行计算框架的设计方法,形成初步的基础开发框架PANDA 0.1版;详细描述PANDA框架的层次结构设计,并探讨该基础开发框架设计中的底层网格数据结构设计、有限元共性管理模块及并行策略等部分关键技术;简要介绍PANDA框架的扩展应用方法.研究表明:采用框架技术进行结构力学有限元程序开发,具有高效、快速和便捷等优点.

基于Borland C++ Builder和MATLAB的混合编程的研究

ＭＭＡＴＬＡＢＡＢ是功能非常强大的数学软件， Ｂｏｒｌａｎｄ Ｃ＋＋ Ｂｕｉｌｄｅｒ是基于Ｗｉｎｄｏｗｓ平台下强大的应用程序开发系统．利用ＭＡＴＬＡＢ提供ＭＡＴＬＡＢ的方法所带来的功能限制和程序运行低效问题．

纯铜动态再结晶的Monte Carlo法模拟

本文建立了一种基于能量判据的确定动态再结晶各个阶段临界应变的方法,并基于此种方法利用Monte Carlo（MC）法进行了纯铜动态再结晶的二维模拟,定量计算了变形引起的存储能与变形之间的关系,计算出了发生动态再结晶的临界应变.模拟结果表明,采用MC法可以揭示动态再结晶的形核生长过程与应变历史之间的关系,结合本文所建立的基于能量判据的确定动态再结晶各个阶段临界应变的方法,可以预测开始发生动态再结晶的临界变形条件.

ABAQUS的二次开发及在土石坝静、动力分析中的应用

利用UMAT子程序,在ABAQUS中开发了用于静力分析的邓肯非线性弹性模型和用于动力分析的等效线性模型,丰富了ABAQUS软件的材料库;针对土石坝的分级填土施工、新填土层的位移修正、土石坝蓄水后的浸水湿化效应、坝体材料的液化判别和地震永久变形计算等土石坝分析中的特定问题在ABAQUS中的实现提出了相应的解决方案。算例的计算结果合理可靠,表明经二次开发后ABAQUS可用于土石坝的静、动力分析,从而可利用ABAQUS前后处理方便、计算精度高和模拟复杂问题能力强的优点,为土石坝分析提供一种可供选择的手段。

岩体隧洞损伤破坏过程实验及其颗粒流数值模拟

在以往有关节理模型实验和数值模拟的研究基础上,设计了几组含孔洞节理模型材料的压缩实验,并采用颗粒流软件Particle Flow Code(PFC2D)对模型实验过程进行数值模拟.以模型实验应力-应变曲线与数值模拟的曲线吻合作为PFC细观力学参数选取的准则,并利用获得的力学参数对含孔洞节理岩体破坏过程进行数值再现.分析了含孔洞节理岩体的损伤破坏演化过程、变形破坏机制及其强度特性.并将整个过程分为线弹性阶段、初裂阶段、峰值阶段和峰后阶段.该破坏机制可以合理地预测实际工程的可能破坏模式和评价工程岩体的稳定性.

ANSYS在大坝数值模拟中的应用

阐述了ANSYS大型有限元分析软件的功能和分析过程;基于现场调研和实测收集的相关坝体资料,用ANSYS对阜新电厂四灰场主坝进行了数值模拟及分析,得出了坝体位移、各种应力等值线、应变、破碎区域等重要信息,其结论可为土坝运行期间的精密监测提供依据,并及时向企业单位及设计部门反馈信息,保证坝体运行安全、经济、合理。

Matlab/VC++/Access组合编程方法及其应用

提出了一种Ｍａｔｌａｂ／ＶＣ＋＋／Ａｃｃｅｓｓ。组合编程的方法，并阐述了将３种编程环境的功能优势与应用系统无缝集程的方式．最后，在惯性约束核聚变实验数据处理及管理系统的具体事例中详细说明实现步骤．

基于布尔交运算的三维流形单元生成研究

三维流形单元的生成是进行三维数值流形分析的首要问题之一。详细研究了三维流形单元的生成过程,并采用C++语言编写了相应的程序。借鉴二维流形单元的形成技术,基于拓扑学的"有向性"原理,将点、有向边、有向环、有向面和有向壳等作为三维块体的基本数据结构。将材料体和数学网格进行布尔交运算,并对形成的流形块体进行有效性检测,满足要求后即形成新的三维流形单元。每个数学网格的顶点作为新流形单元的数学覆盖,再对数学覆盖进行细分,形成流形单元的物理覆盖。分别选取凹形体、空心体和包含有限结构面的材料体与数学网格进行布尔交运算,并选取一个典型工程来检查该方法和程序的可行性。计算结果表明,该方法可以对复杂块体(凹形体、空心体和包含有限结构面的体)进行处理,为今后进行复杂结构计算和分析奠定基础,具有较强的适应性和可靠性。

有限元强度折减法计算边坡稳定的对比分析

采用目前边坡稳定性分析比较流行的强度折减法,对比研究了MIDAS/GTS、FLAC、ANSYS配合Drucker-Prager(简称D-P)屈服准则和Mohr-Coulomb(简称M-C)屈服准则时软黏土、硬黏土、弱膨胀土3种工况下计算结果的偏差。软黏土工况下D-P准则和M-C准则计算结果的偏差相对较小,当边坡土体为硬黏土时,采用D-P准则与采用M-C准则计算结果的偏差明显增加。3种软件2种屈服准则下的计算结果都反映出,硬黏土的滑动面比弱膨胀土和软黏土的滑动面浅,而且同等情况下MIDAS计算得到的滑动面比ANSYS计算得到的滑动面浅;坡度较小时FLAC(M-C)计算的安全系数比MIDAS(M-C)计算得到的大,坡度较大时则相反;坡度较小时计算过程中先出现塑性区贯通,后出现计算不收敛;坡度较大时计算过程中先出现计算不收敛,后出现塑性区贯通。坡度较小时计算不收敛时的折减系数与出现塑性区贯通时的折减系数差别较大;坡度较大时这一差别较小,甚至计算到不收敛时塑性区仍未贯通,在用MIDAS计算时这一现象反映得更加明显。

基于UPFs的粘弹性人工边界单元及地震动输入方法研究

基于粘弹性人工边界相关理论和地震动输入方法的有关理论,推导并建立了既具有粘弹性人工边界特性,同时可以将地震动转化为施加在人工边界上等效荷载的三维粘弹性人工边界,并利用二次开发工具UPFs将其成功地嵌入至通用有限元分析软件ANSYS中。通过Lamb表面源问题以及内源问题对上述二次开发单元进行了验证。算例表明,该单元可以很好地对无限地基辐射阻尼进行模拟。随后通过对自由场波动输入问题的验证,表明该单元可以实现在有限元单元级别上准确有效地施加地震动等效荷载。与传统的粘弹性边界施加方式相比,该单元有着更简单的使用性以及更强的操作性,同时又不增加计算模型的规模等优势,因而计算效率更高。同时,结合通用有限元分析软件ANSYS强大的建模和计算分析能力,使粘弹性边界有着更广泛的应用,并可适用于各种结构-地基动力相互作用问题的分析。

Matlab外部接口的研究与实现

Matlab是一种高性能的用于工程计算的编程软件 ,它具有强大的数学计算、算法推导、建模仿真、图形绘制等功能 ,但是这些功能只能在Matlab本身所提供的平台上使用 ,且具有代码执行速度慢的缺点。文中提出了实现Matlab与其它编程语言之间接口的方案 ,并且对与VC之间的接口进行了验证 ,解决了Matlab函数只能在其本身所提供的平台上使用的问题 。

基于ANSYS软件模拟桩的挤入过程

基于ANSYS软件分析了桩土之间的相互作用,模拟了桩打入时土中的应力、应变情况。通过结合ANSYS中的接触分析和生死单元,以DP材料来模拟土体,采用循环命令的方式来分析桩土接触时复杂的应力状态。模拟结果得到了圆孔扩张理论和极限平衡法的验证。

基于MATLAB的汽车变速器优化设计方法

以轻型载货汽车变速器为例,根据其设计要求和特点,建立了汽车变速器的优化设计数学模型,在保证零件强度和刚度等条件下,使变速器齿轮和轴系的质量最小,并运用MATLAB优化工具箱对某汽车变速器进行了优化设计。结果表明:采用优化设计方法可以缩短设计周期、减轻质量和降低成本。