一类考虑温度效应的截面插值梁模型

提出了一种截面插值梁模型,利用该模型求解梁在非均匀热载荷作用下的动静态响应,解决了传统梁理论无法处理受不均匀温度场的梁的问题。利用拉格朗日插值函数对梁单元的截面和轴向分别插值,构造梁的位移场。将位移场代入热弹性动力学方程,得到单元应变和应力,再依据虚功原理推导出单元刚度矩阵、质量矩阵以及等效节点载荷列阵,求解得到热应力。利用热应力的横向剪切力更新单元刚度矩阵,计算梁在热载荷作用下的振动特性。计算结果表明,该方法得到的结果与实体单元模型结果吻合,并且更易于处理受非均匀热载荷作用的细长结构,同时能很好地反映截面的形状、受载及响应结果。

一种考虑截面完整变形特征的空间三维梁有限元模型

提出了一种基于截面插值的三维空间梁模型。首先引入截面插值函数——拉格朗日函数描述截面形状,以位移向量为未知变量描述截面位移,在此基础上依据插值理论构造梁单元位移场,不同于传统梁单元通过假定的中性轴挠度和转角来确定梁截面各点位移,该梁模型摒弃了中性轴假设与平截面假设,通过截面插值函数得到梁截面面内、面外变形;然后通过有限元理论推导了梁单元刚度矩阵与质量矩阵,并采用MATLAB编制了相应的有限元程序;最后通过几个典型算例展开分析,并将该单元的计算结果与经典梁理论和商用有限元软件数值计算结果进行对比,算例结果表明该单元有着更好的适用性和更高的精度。

三种河流相对高程模型生成方法对比

相对高程模型(REM,Relative Elevation Model的缩写)表示相对于河流水面或活性河道的海拔高度,衍生于数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model的缩写),能够消除因河流纵向的地势造成的DEM表征不清楚,高差过大造成细节模糊地势的影响,从而在平面图上更为清晰地表征河流地形的细微变化,因而研究REM的生成方法及其适用性具有十分重要的意义。通过文献综述,选取美国加利福尼亚州内华达山脉的卡森河某河段为实验区,利用其高精度(米级分辨率)DEM数据,介绍核密度法、反距离加权法、横截面插值法三种REM生成方法。通过REM和DEM的对比,以及三种REM的效果对比,得出:当高程差过大时,DEM可视化方案往往不能很好地在河流地貌刻画中发挥作用,尤其是在解译时,利用REM可解决高差过大造成的细节模糊问题;横截面插值法主要的优势表现在可根据用户需要做适用性调整,相对而言鲁棒性强,较为灵活,但其自动化程度较低,且花费的时间较长,因此需较多的人工干预;核密度法耗时相对较少,REM结果很少有伪影或错误的相对高程值,但核密度法导致一些潜在的伪影或者错误的相对高度,体现在研究河段范围的终点会有偏差;反距离加权法(IDW,Inverse Distance Weighted的缩写)的优势是创建用时较少,且只需要输入两个数据:DEM和河流中心线,但因搜索距离问题不合适易在特殊地段出现失效情况。因此,REM将在河流精细刻画中发挥重要的作用,其生成方法已经可以实际应用,但有待进一步提高和完善;REM模型不需经过复杂计算,适合难以进行现场调查的河流对比研究,且应用范围较广,为河流迁移、洪水分析、河流管理和修复、生物栖息地选取以及文化评估方面的研究提供了重要作用。

快堆程序SARAX中不可分辨共振区有效自屏截面计算方法研究

在快堆中,238U的不可分辨共振能量区间所在的中子通量密度水平较高,对应能量下截面数据的准确程度直接影响快堆能谱和均匀化截面的计算精度。针对238U不可分辨共振区有效自屏截面计算的问题,对快堆程序系统SARAX中的能谱计算程序TULIP进行了改进。在不可分辨共振能量段,TULIP采用背景截面插值的方法,插值的精度会显著影响最终的计算结果。由于238U在快堆组件中含量比重大,背景截面值小,因此,本文对不可分辨共振能量段238U对插值精度的需求进行了分析比较,通过对比加密238U背景截面插值点前后的反应率计算结果,验证了加密背景截面插值点对改善程序计算精度的有效性,提高了SARAX程序系统在高温条件下计算的准确度。

断面图像的3D形体重建方法

按给定横截面重建三维形体是机械零件建模的重要方法。本文利用截面插值,离散轮廓线的多边形拟合,三角化网络连接等方法实现了基于断面图像的3D形体模型重建,并讨论了相邻不同单元数截面的分支处理方法。