基于格子Boltzmann方法的粘弹性流体圆柱绕流分析

将光滑界面法引入到格子Boltzmann方法中分析粘弹性流体绕流问题,分别采用单松弛模型和对流扩散模型求解运动方程和Oldroyd-B本构方程,针对圆形和椭圆内部边界条件,给出连续界面插值函数,在此基础上,运用光滑界面法将内部边界转换为作用力项施加到演化方程中。首先分析圆柱绕流问题,给出不同材料参数情况下的流场分布和阻力系数计算结果,比较发现与宏观数值模拟结果相吻合。将模型拓展到绕椭圆流动中,分析椭圆形状和材料参数对粘弹性流体绕柱流的影响,发现随着椭圆长轴与短轴比值的增加和维森伯格数的增加,阻力系数逐渐下降,并且长短轴比对迭代收敛有较大影响。

饱和不可压多孔弹性板在面内扩散下的动力弯曲理论

根据多孔介质理论,在Kirchhoff假定和小变形前提下,针对流体的面内扩散情形,建立了饱和不可压多孔弹性板动力弯曲的数学模型.然后,利用Fourier展开法研究分析了阶梯载荷作用下四边简支透水矩形多孔弹性板的拟静定和动力弯曲响应,考察了不同参数下多孔弹性板的挠度、孔隙流体压力等效弯矩和固相有效应力等效弯矩的变化规律和特征.同时,通过基于Biot三维固结理论所建立的动力弯曲模型,比较了可压与不可压情况下其结果的差异.

幂律流体扩展流动的格子Boltzmann模拟分析

应用格子Boltzmann方法和D2Q9格子模型,结合剪切速率的局部计算方法以及非平衡外推边界处理格式,数值模拟了幂律流体在3:1扩展流道(2D)中的流动行为.获得了不同雷诺数Re和幂律指数n下扩展流动的流线分布,计算出了漩涡的涡心位置和大小,分析了Re和n对扩展流动特点的影响.模拟结果表明本模型和处理方法具有良好的精度和稳定性.

复合材料层合壳有限元分析的预测-修正法

对于复合材料层合壳的有限元分析,本文根据Reissner-Mindlin型的全局位移场给出了一个预测-修正法。首先按照一般的有限元分析过程(没有引入剪切修正系数)计算出全局响应(如挠度,频率和屈曲载荷等)的预测值;然后利用Lagrange插值构造横向剪应力的一般形式,使得满足层间连续和表面上为零的条件,通过最小二乘法拟合三维应力平衡方程获得横向剪应力;最后在单元上计算和引入剪切修正系数,再经过有限元分析计算出全局响应的修正值。

复合材料层合板的高阶理论

应用双重迭加方法 ,对复合材料层合板建立和导出了未知量不随层数而变化 ,且满足层间横向剪应力和位移连续性条件的位移场模型以及相应的位移形式的平衡方程和边界条件 .

平板通道中热局部非平衡对努塞尔数的影响

利用傅里叶级数,研究了多孔介质平板通道中Darcy流体热局部非平衡对努塞尔数的影响.考虑流体流动方向的热传导以及固相和流相相互作用的粘性耗散,根据热局部非平衡的两能量方程模型,得到了常壁温时多孔介质固相骨架温度和孔隙流体温度的解析解.针对不同的物性参数,给出了局部努塞尔数的分布特征.通过参数研究,揭示了热局部非平衡时强迫对流努塞尔数的响应特征.

热局部非平衡下饱和多孔弹性柱体的拟静态分析

基于多孔介质理论所建立的不可压饱和多孔介质热-流-固耦合模型,对于一端固定、绝热和不可渗透,另一端受机械和温度载荷联合作用且可自由排水的多孔弹性柱体,利用分离变量法和拉普拉斯变换推导给出了热局部非平衡下多孔弹性柱体拟静态问题的一般解析表达式.最后,针对阶梯机械和温度载荷联合作用的情况,数值研究了不同参数下温度载荷对固相变形和有效应力、流体速度和孔隙压力的影响.结果表明:在流固两相热扩散系数的比值较大和两相间热交换系数比较小的情况下,热局部平衡和非平衡下有关结果之间的差异在初始阶段是非常明显的.

矩形薄板的屈曲状态

本文根据薄板的广义变分原理,用有限元法对单向受压矩形板的屈曲状态进行了讨论,并用延续算法获得了在不同边界条件下的屈曲状态.

复合材料层合圆柱壳的有限元分析

本文根据ReissnerMindlin型的全局位移场(一阶和三阶),应用有限元预测—修正法,数值计算和分析了机械载荷作用下复合材料层合圆柱壳的挠度和横向剪应力。首先按照一般的有限元分析过程(没有引入剪切修正系数)计算出层合圆柱壳的挠度预测值;然后利用Lagrange插值构造横向剪应力的一般形式,使得满足层间连续和表面上为零的条件,通过最小二乘法拟合三维应力平衡方程获得横向剪应力;最后在单元上计算和引入剪切修正系数,再经过有限元分析计算出层合圆柱壳的挠度修正值。数值计算结果与三维线弹性解的比较表明,挠度修正值和横向剪应力的精度是十分满意的。

夹层板的屈曲状态

1 引言关于夹层结构的非线性弯曲和屈曲问题的研究已有一些工作,本文根据Reissn-er 假设,首先建立了夹层板的广义变分原理,然后用有限元方法并结合延续算法获得了受压方形夹层板在大范围载荷下的屈曲状态.

高压换热器U形管管口开裂分析

对高压换热器U型管泄漏进行了化学成分分析、力学性能测试、显微组织和断口的宏微观分析。检验结果显示,换热管材料的化学成分和力学性能符合相关标准的要求,显微组织正常;换热器管口开裂为连多硫酸应力腐蚀开裂。

环形夹层板的屈曲状态

本文根据Reissner假设讨论了内外边界固支并在外边界上受面内径向均匀压力作用的环形夹层板的轴对称屈曲状态.首先给出了屈曲问题的基本方程;其次,用打靶法对一些参数值给出了最小的临界载荷;最后讨论了在临界载荷附近屈曲状态的存在性及其渐近形式.

复合材料层合板的应力分析

根据文献 [1]所建立的位移场模型以及相应的位移形式的平衡方程 ,对简支层合板受一般载荷作用下的问题简化成求解其代数方程组的问题 .

不可压饱和粘弹性多孔介质固结问题的Gurtin型变分原理

基于多孔介质理论,在固相骨架和孔隙流体微观不可压,固相骨架小变形且满足线性粘弹性积分型本构关系的假定下,利用卷积积分的性质,本文首先建立了以固相骨架位移、孔隙流体相对速度和孔隙流体压力为宗量的流体饱和粘弹性多孔介质固结问题的一个Gurtin型变分原理。其次,利用Lagrange乘子法解除相关的变分约束条件,建立了流体饱和粘弹性多孔介质固结问题的若干广义Gurtin型变分原理,包括第三类的Hu-Washizu型变分原理。最后,简单讨论了等价初边值问题的相应变分原理。这些Gurtin型变分原理的建立不仅丰富了饱和粘弹性多孔介质的相关理论,而且为相关数值模拟方法,如有限元法、无网格法等的建立奠定了理论基础。

确定薄板在二重特征值处屈曲状态的一种方法

本文结合有限元法和摄动法给出了一个确定薄板在二重特征值处分支方向的方法.用此方法,我们对双向受压矩形板在二重特征值处的屈曲状态进行了数值计算,结果表明此方法是可行的.

轴向扩散不可压饱和多孔弹性梁的拟静态弯曲

建立了横观各向同性不可压饱和多孔弹性梁拟静态弯曲的数学模型,并给出了一般的求解方法。作为例子,研究了端部不同渗透条件对梁中点承受突加常集中载荷作用的饱和多孔悬臂梁拟静态弯曲的影响,给出了挠度和孔隙流体压力等效力偶沿梁轴线的分布以及随时间的响应曲线。结果表面:端部渗透条件对饱和多孔弹性梁的弯曲行为有显著的影响,梁的弯曲挠度既可随时间单调递增、亦可单调递减,其性态依赖于梁端部的渗透条件。同时发现不同于经典单相弹性梁,由于孔隙流体压力的作用,不承受载荷作用的梁段亦发生弯曲,并且Man-del-Cryer效应亦存在于不可压饱和多孔弹性梁的拟静态响应中,这些结果有助于揭示传热管道、植物根茎等力学行为的机理。

开孔夹层板屈曲状态的存在性

本文基于 Sobolev 空间和分支理论,讨论了开孔夹层板在任意中面力系作用下屈曲和过屈曲状态的存在性,证明了夹层板在临界载荷处必发生屈曲,但屈曲状态的数目依赖于临界值的重数.

安全阀在线调校中阀座有效面积计算公式新析

在工业生产中,安全阀在线校验主要采用提跳式校验技术,但2 0多年来,该技术所需的阀座有效面积Ay 值一直采用近似公式计算,大大影响了校验结果的准确性及其技术的推广应用。提高Ay 值计算的准确性是推进其技术提高及应用的关键。通过分析安全阀阀瓣受力分布作用,阐述了原Ay 计算公式的由来及其近似性影响因素,分析了误差状况,导出了3个用于不同性质介质的更为精确的Ay 计算公式。分析表明,介质性质不同,安全阀Ay 值有明显的改变。

我国标准管板设计方法与ASME规范的比较及换热器管板应力分析应考虑的问题

简要地介绍了我国GB 151,JB 4732附录Ⅰ与ASME规范换热器管板应力分析计算的一些异同,并提出在换热器管板应力分析方面要做的工作,以及解决问题的方法和途径。

用计算机对三铰拱桥结构静力分析

研究了1个三铰拱结构的受力特点,利用Maple编写了求解三铰拱结构反力及内力的计算机程序,并同时画出了结构的内力图。实例表明:用Maple编程求解三铰拱结构的力学问题,精确性高,可操作性强,快速、便捷,大大提高了计算效率及绘图效果。所编的程序可进一步推广到其它同类问题,扩大其应用范围。