切线模量法计算筏板基础沉降的分块网格尺寸分析

切线模量法计算筏板基础沉降时需对板底土层在水平面上进行分块网格的划分,而在实际应用之中,网格尺寸与基础形状、基础尺寸以及人为的选取都有关系,为了探究在实际应用之中网格尺寸大小对于沉降计算结果的影响,该文针对一均匀深厚土层上的矩形筏板基础,将筏板分别视为柔性板与弹性板进行沉降计算分析,得到了网格尺寸对于沉降结果的影响在柔性板时可以忽略,在弹性板且荷载处于正常使用范围之内时可以忽略的结论,说明了切线模量法计算筏板基础沉降是一种较为实用的方法。

网格尺寸效应对蜂窝空腹楼盖静力性能的影响

使用ANSYS有限元结构分析软件,针对正六边形蜂窝型空腹夹层板楼盖进行分析。分析影响正六边形蜂窝型空腹夹层板楼盖中划分网格的尺寸效应,对比分析了此种结构与正交正放网格空腹夹层楼盖的网格尺寸与楼盖承载能力之间的效应关系。结果表明,正六边形蜂窝型空腹夹层板的网格尺寸效应比较明显,在合适的网格尺寸下,其钢-混凝土共同作用更加充分,经济效益更加优秀。此外,分析了混凝土表层板厚度对此种结构网格尺寸效应的影响,结果表明,增加混凝土表层板厚度,对于楼盖的承载力有正向增益,同时对结构的网格尺寸效应影响较大。

考虑级配影响的粗粒土−格栅最优网格尺寸试验研究

土工格栅作为土石坝常用的加筋材料,根据颗粒级配采用适合的格栅网格尺寸可显著提高土石坝抗震性能,探究级配影响下最优网格尺寸变化规律具有工程意义。基于连续级配的级配方程,通过改变最大粒径d_(max)和级配面积S,设计15组级配土料,采用4组不同网格尺寸L_(a)对各个土料加筋,做成60组加筋试样。利用大型直剪仪对各个试样进行循环剪切试验,从而定量研究级配与能使加筋粗粒土抗震性能达到最优的土工格栅网格尺寸之间的关系。试验发现,当d_(max)及L_(a)一定时,级配面积存在一个最优值使抗震性能达到最佳,将此定义为最优级配面积S_(opt);当网格尺寸一定时,S_(opt)随d_(max)增大而增大,两者之间呈明显的对数关系;当d_(max)一定时,S_(opt)随L_(a)增大而减小,两者之间也呈明显的对数关系。建立定量描述d_(max)和L_(a)对最优级配面积S_(opt)的耦合影响的计算模型,并结合工程实际,提出基于室内试验结果预测现场粗粒土原级配对应最优网格尺寸的经验公式。

考虑单元网格尺寸影响的RTCL准则修正及应用研究

考虑单元网格尺寸对船体碰撞失效仿真结果的影响,开展拉伸试验与仿真,通过回归分析得到网格尺寸与失效应变的函数关系,基于该函数对RTCL失效准则进行修正并编写VUMAT子程序。最后开展多种应力状态下的拉伸试验与仿真,对比修正前后仿真结果可知:修正方法可有效降低不同应力状态下仿真的网格尺寸效应,其中对于中低应力三轴度状态的修正效果显著,对于高应力三轴度状态的修正效果稍差。

CFD-DEM模型最优网格尺寸的理论推证

在多相流数值模拟中,合理确定流体网格尺寸对未解析CFD-DEM模型计算精度至关重要。针对网格尺寸问题,以单颗粒沉降运动为例,结合CFD-DEM数值模型,对最优网格尺寸开展了理论推证研究。研究表明,网格尺寸变化通过孔隙率参数影响颗粒拖曳力的分配,进而影响数值模拟的结果。基于此,提出了多相流中考虑孔隙率影响的阻力系数推导方法,并以Gidaspow模式为例,对比分析了不同孔隙率条件下单颗粒沉降的理论、试验与数值结果,验证了理论推导方法的合理性。结果表明,处于滞性状态下的颗粒受网格尺寸影响较大,建议网格尺寸大于颗粒尺寸的5倍;处于过渡状态和紊动状态下的颗粒影响较小,建议网格大于粒径3倍。研究结果可为多相流在流固耦合参数设置提供理论支撑。

断裂仿真中的网格尺寸效应与断裂曲线修正

有限元仿真模拟方法可实现对结构材料从变形到破坏全过程的有效预测,而仿真模型建立的精度对于预测的准确性至关重要。应用有限元对标优化方法建立DP780材料的光滑拉伸、缺口拉伸及剪切拉伸试样的准静态仿真模型。划分不同网格尺寸,逆推得到材料的大变形本构曲线,以及各试样的应力三轴度、罗德角参数,系统研究了网格尺寸对材料拉伸本构曲线及韧性断裂参数逆推结果的影响。基于Lou-Huh(2012)断裂准则模型建立了不同网格尺寸下的断裂曲线。采用GISSMO理论建立断裂应变的网格尺寸效应修正函数,并对平面应力条件下的断裂曲线进行修正。研究结果表明:随着网格的细化,塑性应变-真应力曲线的对标结果向大应变方向延伸并趋于收敛,相同试样所标定的应力三轴度值与临界断裂应变值增大。随着网格尺寸的增大,临界断裂应变呈现指数形式递减,网格尺寸大于2 mm后趋于平稳。基于网格尺寸效应修正的韧性断裂模型可有效降低材料断裂仿真分析对网格尺寸的敏感性。

网格尺寸对识别循环流化床上升管中颗粒聚团特性的影响研究

采用LES-DSMC方法模拟了循环流化床上升管中气固两相流动特性,并基于颗粒聚团识别准则,考察了网格尺寸对识别上升管中心和壁面区域内颗粒聚团特性的影响规律。结果表明,采用独立的聚团识别网格可有效消除对气相计算网格的尺度限制,减小识别网格尺寸可提高聚团识别精度并获得聚团的详细特性。在上升管中心区域,床层平均聚团特性几乎随网格尺寸线性变化;而在近壁区域,随着识别网格尺寸的增加,可获得的数据点减少,数均聚团特性与实际值的偏差越来越大。此外,提出了计算近壁区域聚团平均颗粒浓度和沉降速度的方法,计算结果与实验结果较吻合。

网格尺寸对拱坝等效应力分析的影响

本文对有限元内力法求解拱坝等效应力分析方法进行了进一步改进。建立了拱梁向应力为直线分布时以上、下游面等效应力为未知量而拱或梁截面上的约束内力为已知量的求解方程,并根据常规的多拱梁应力分布假定及上、下游面已知应力边界条件,导出了上、下游面其余应力分量求解公式。对溪洛渡高拱坝在水压力(含淤砂压力)、温升、温降及自重等荷载作用下不同网格的计算结果表明,拱厚方向采用两层以上单元、拱梁方向网格采用足够精度的网格可得到基本稳定的等效应力结果。

水下爆炸冲击波数值模拟的网格尺寸确定方法

网格尺寸对水下爆炸冲击波传播过程的数值模拟精度有较大影响,且不同当量下可接受的网格尺寸也有较大区别。通过研究不同比例爆炸距离处水下爆炸冲击波峰值、比冲量对有限元网格尺寸的依赖性,以"炸药半径与网格尺寸之比"作为网格尺寸划分依据,提出了一种对不同当量均具有较强适用性的网格尺寸确定方法;对数值结果的误差分析表明,采用炸药半径的1/3作为数值模型的网格尺寸,其计算精度可满足工程要求;同时通过对数值计算误差进行非线性拟合,得到了不同网格尺寸下冲击波峰值压力、比冲量的误差估计式,可为研究人员根据可接受的误差范围确定任意当量下合适的网格尺寸或估计数值计算的整体误差提供参考。

网格尺寸对碳纤维丝束风力发电机叶片融冰效果的影响研究

基于碳纤维材料优良的电热性能,针对碳纤维复合材料在风力机叶片的电热防冰/除冰技术研究现状,提出基于T3001K碳纤维丝束的风力发电机叶片防冰/除冰的方法。制作包含保护层、基层和发热层3层结构的碳纤维发热元件。在多功能人工气候实验室测试碳纤维发热元件的融冰性能。采用数值计算法研究碳纤维发热元件融冰过程中的表面温升特性。结果表明:碳纤维发热元件具有优良的融冰性能,较传统电热除冰方法具有质量轻、电阻稳定性较好、发热均匀性良好等优点;网格尺寸越大,发热元件的发热均匀性越差;相同的加热功率密度条件下,网格尺寸对发热元件的融冰效果影响较小。

网格尺寸对别克轿车副车架总成焊接变形预测精度的影响

焊接时焊缝及其附近因热膨胀受到周围温度较低金属的拘束 ,产生大量的压缩塑性应变 (简称残余塑变 ) ,残余塑变的大小和分布决定了最终的残余应力和变形。副车架的焊接变形对汽车底盘的制造精度和质量有重要的影响。本文用残余塑变法对别克轿车副车架焊接总成时 ,连接前梁、后梁、左梁和右梁的 2 1条焊缝焊接以后的变形规律进行了有限元建模与分析。计算采用了两种大小的有限元网格尺寸 ,结果表明 ,对副车架焊接变形分析 ,焊缝附近大小为 15mm的网格尺寸是合理的。所得焊接变形的有关数据可供焊接工艺设计时的预留变形量、工艺参数以及夹具设计等参考 ,从而保证底盘件的焊接精度和质量。

混凝土非线性有限元分析中的网格尺寸效应

对混凝土结构进行非线性有限元分析时,存在网格尺寸效应。通过对简支梁划分不同网格尺寸进行分析,讨论了单元尺寸大小对荷载-位移关系及极限荷载等计算结果的影响,提出了把极限拉应变作为网格尺寸的函数,以保证混凝土开裂单位面积吸收的能量唯一,从而有效地消除混凝土非线性有限元分析中的网格尺寸效应。

DDM的实现策略及网格尺寸的优化

在研究数据分发管理服务中 ,基于区域的数据过滤和网格的数据过滤机制 ,针对它们的不足 ,并依据仿真的动态性 ,提出一种综合基于网格与区域匹配机制的动态数据过滤机制 ,仿真结果表明 ,该算法能大大减少匹配次数及不相关信息的传输 ,从而节约系统及网络资源 ,较好地实现数据过滤。针对这种数据过滤机制 ,指出合适地选取网格尺寸能进一步优化性能 ,并从最小化开销出发 ,推导出求取网格尺寸最优值的数学方法 。

网格尺寸对双椭球热源模型作用下焊接温度场计算的影响

文中以Q345E薄板对接焊焊接过程为研究对象,基于双椭球功率密度分布体热源模型,利用ABAQUS有限元软件建立其1/2模型,通过数值模拟研究了不同网格尺寸对焊接温度场的计算精度和计算效率的影响,结合数值积分计算,分析比较了不同网格尺寸下,理论热输入与实际热输入的差别,提出了适宜的网格尺寸.计算结果表明,随着网格尺寸的不断减小,收敛时间变长,CPU计算时间变长,焊接温度场的最高温度、焊接熔池的宽度和深度减小;当网格尺寸减小至双椭球功率密度分布热源深度方向长度的1/2时,理论热输入与实际热输入偏差较小,得到的焊接温度场最高温度、焊接熔池宽度和深度也趋于恒定.

不同地貌起伏状况下网格尺寸与DEM精度关系研究

不考虑DEM采样点上高程误差,以不同地貌类型区为试验地,运用统计分析方法,对不同地貌起伏的样地随机抽取采样点,比较当DEM网格尺寸变化时,对DEM高程值计算的误差以及对剖面曲率计算结果的误差,分析不同地貌起伏状况下DEM网格尺寸变化与DEM精度之间定量定性的关系,得出表示地形复杂程度的平均剖面曲率和网格尺寸是影响DEM精度的两个重要因素。通过一系列表达式推导得出网格尺寸变化与DEM精度之间定量关系。由此模型,用户可以根据不同地貌和DEM的精度要求选择适宜的网格尺寸范围,进一步为生产实践中应用提供理论依据。

DEM网格尺寸对地形因子影响研究——以北京市延庆县八达岭小流域为例

DEM包含了大量地形信息是地形分析的基本资料。众所周知DEM网格愈小，愈能反映地貌起伏变化的细节，对地形的描述愈准确，但是随着DEM精度的增加，数据量将以几何级数递增，所需要的时间、人力以及占用的计算机容量都大大增加，从某种意义上来说，是对计算机资源的浪费。因此DEM网格尺寸对地形因子精度的影响以及选择适宜的网格尺寸在实际应用中就至关重要了。以北京市延庆县八达岭小流域为例，不考虑DEM采样点上高程误差，采用1：10000大比例尺，运用统计分析方法，比较当DEM网格尺寸变化时，对坡度，坡向，剖面曲率和平面曲率计算结果的误差．分析网格尺寸的变化与坡度，坡向，剖面曲率和平面曲率计算结果之间定性定量关系。从精度和栅格数据量两个方面选择适宜网格尺寸范围为5～10cm。此研究对实际应用中DEM网格尺寸选择有一定指导意义。

网格尺寸对液滴蒸发的影响

为了有效地模拟实际工业应用中的液雾蒸发和燃烧,采用有限差分方法对无限热传导液滴蒸发模型进行了研究,并与相关的实验数据进行了对比和验证,发现采用定常的背景热质条件对网格的大小不敏感,但在实际计算过程中采用的当地瞬时热质条件所依赖的网格大小,对液滴蒸发具有重要影响.研究表明只有当网格的尺寸达到液滴直径的10倍左右时,采用当地瞬时的热质条件才可以得到满意的结果.此外,还发现关联数的校正格式及液滴在网格内的初始位置对液滴蒸发的影响不大.

DEM网格尺寸与沟谷提取精度研究

基于DEM的沟谷提取涉及到DEM网格尺寸和汇流累积阈值这两个重要因素的选择问题。以北京市八达岭小流域1∶1万地形图为数据基础,运用Region Manager 5.0软件、MATLAB 6.0软件和Excel统计功能模块,完成该小流域的沟谷提取工作和数据处理工作。分析得出:随着DEM网格尺寸和汇流累积阈值的增加,所提取的沟壑密度呈现幂函数趋势减小;比较这两个因素,DEM网格尺寸对沟谷提取的精度影响更大。试验发现,以汇流累积矩阵平均值作为依据选择汇流累积阈值较合适。

网格尺寸对混凝土水管冷却计算结果的影响

研究了不同网格尺寸对大体积混凝土水管冷却计算结果的影响,结果表明:水管附近的网格较粗时,计算的水管径向温度梯度小,沿程水温升幅小,出口水温偏低,导致"假冷"现象。对冷却水管进行网格剖分时,沿环向应设置8个等距离节点,沿水管径向单元最大尺寸至少应由0.05 m过渡到0.1 m,然后再过渡到常规尺寸单元。

网格尺寸对温室CFD模拟结果的定量分析

在温室环境的计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟中,网格尺寸是影响计算机时耗和流场因子精度的关键参数。为此,以Venlo型玻璃温室为物理模型,建立了考虑湍流和辐射作用下的三维温室CFD模拟模型,在计算稳定前提下,保持边界条件和初始条件恒定,通过不断减小网格尺寸,研究不同点、不同面的流体温度、速度变化趋势,并对比不同网格尺寸下的计算时耗与流场精度。结果表明:在目前计算机软硬件基础上,若要基于CFD模拟结果来预测和控制温室环境系统时,网格尺寸设置为0.30m是合适的,这为使用CFD模拟来调控温室环境提供了定量依据。