谱方法的基本问题与有限谱法

本文概述了谱方法的特点 ,讨论了谱方法的四个基本问题及解决方法。由此得出谱方法局域化的重要性。重点介绍了作者提出的有限谱法两个发展阶段 ,特别是最近的基于截断傅立叶积分的有限谱法 ,列举了有限谱法的一系列计算格式 ,给出了计算高超声速流 ,各向同性湍流 ,地震波的传播 ,分区算法 ,复杂形状物体 ,激波管问题 ,KdV方程 。

不可压缩机翼绕流的有限谱法计算

结合有限谱QU ICK格式求解不可压缩粘性流问题。这一格式用于模拟不同攻角下的NACA 1200机翼绕流问题。利用体积力,提出了将流场速度从0加速到来流速度的方法。区别于传统的压力梯度为零的边界条件,推导出一个更精确的压力边界条件。为使速度散度保持为零,在泊松方程中给速度散度一个特殊的处理。这一成果说明了有限谱法不但具有很高的精度,而且能灵活地和其他格式一起构造出新的格式,从而成功地应用到复杂流场不可压缩流动的数值计算中。

粘性超声速绕体流动的有限谱法计算

首先推导出粘性可压缩流体动力学基本方程组在广义坐标下矢通量分裂的一般形式,并将有限谱ENO格式用于求解超声速流动问题。通过典型算例,验证了这一格式的精度和稳定性。然后进行了圆柱和机翼超声速绕流的数值模拟,得到了与实验和其他计算相符的结果。这表明有限谱法不单具有精度高,应用灵活等多方面的优点,而且还突破了传统谱方法全域性的局限,可以成功地应用到一般形状流场可压缩流动的数值计算中。

交错网格上应用有限谱QUICK法计算方腔流动

王健平教授提出的有限谱方法是一种局域化谱方法,具有精度高、无相位差、应用灵活等特点,在以往的实践中取得了很大成功。本文在交错网格上对二维驱动方腔流问题进行计算,求解了二维不可压缩流动的涡流流函数方程。其中微分部分采用有限谱法进行处理,对流项的处理则应用了QUICK格式。本文计算了雷诺数为1000、5000、10000、20000等多种情况,将所得的结果进行分析,并将中线上的速度分别同已有的文献数据进行对比,从而,验证有限谱微分的正确性和其在实际应用中的可行性。

主动约束层阻尼杆结构纵振的多层谱有限元法

针对主动约束层阻尼(ACLD)覆盖的杆结构的纵向振动,采用一种新型的多层谱有限元法(MLSFEM)进行研究.该方法能避开使用谱有限元法(SFEM)须求解带未知参数的高阶特征方程以形成动力形状函数的困难,同时又保留SFEM仅用很少单元却精度高的优点.采用MLSFEM的典型算例表明,该方法比有限元法(FEM)更有效、精确.此外,研究了不同控制策略对悬臂ACLD杆结构频响函数的影响.

分析肋形介质波导的有限谱域法

本文提出了一种简便迅速而又足够精确的分析肋形介质波导的新方法。本方法与有限元法,有限差分法、等效介电常数法及其派生方法、谱域半严格解法、谱域折射率法及二维Fourier 分析法的比较,证实了其正确性和优越性。

有限谱ENO格式及其应用

首先对王健平提出的有限谱法[1～ 3] 做了进一步的理论研究 ,发现了一些新的有限谱法的插值基函数组 ,并且将有限谱法应用在ENO格式中 ,构造了有限谱ENO计算格式 ,然后通过对一维Euler方程的几个经典的模型问题和二维湍流与弱激波相互作用问题的数值计算 ,并且与理论解或准精确解进行比较分析 ,从而表明了此格式对于激波和其他间断具有较高的分辨率 ,在激波附近基本上没有明显的数值振荡 。

中国国家大剧院有限元分析

中国国家大剧院是中国最高表演艺术中心,其宏大的规模、复杂的结构体系是民用建筑中比较少见的.本文采用振型分解反应谱法和时程分析法两种方法,使用大型有限元分析程序-ANSYS5.71,对该结构进行了动力特性及地震反应的分析.

湍流度对翼型绕流影响的数值模拟及与实验的对比

研究了NACA0012翼型在低Reynolds数不同湍流度下的空气动力学特性.既运用了有限谱法和QUICK格式相结合的数值计算方法,又通过实验手段,研究了湍流度对流场的影响,并得到了计算与实验相符的结果.计算结果说明了有限谱法的高精度及与其他格式结合后应用的灵活性.对翼型受力和流场的结果分析显示:低湍流度下无明显的失速特征,高湍流度下失速特征明显;湍流度还对边界层后的剪切层有很大影响,高湍流度的受力特征和流场结果与高Reynolds数下的情形相似.

水下岩塞爆破对水工建筑物的动应力分析

水下岩塞爆破在我国水利水电工程建设中得到了广泛的应用,水下岩塞爆破产生的爆破震动效应对水工建筑物的破坏作用不可忽视。文章采用基于ANSYS软件和反应谱法相结合的有限元反应谱法,分析了水工建筑物的水下爆破地震动应力,其计算结果与实测值分布规律一致,数值基本吻合,更趋科学合理。