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非稳态流动的隐式最小二乘等几何方法 被引量:2
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作者 陈德祥 刘帅 +1 位作者 徐自力 胡哺松 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期639-643,共5页
对非稳态粘性不可压流动问题提出了一种隐式最小二乘等几何计算方法。该方法先用隐式的向后多步差分格式对Navier-Stokes方程进行时间离散,再用Newton法线性化对流项,最后在每个时间步上用最小二乘等几何方法进行求解。根据该算法编制... 对非稳态粘性不可压流动问题提出了一种隐式最小二乘等几何计算方法。该方法先用隐式的向后多步差分格式对Navier-Stokes方程进行时间离散,再用Newton法线性化对流项,最后在每个时间步上用最小二乘等几何方法进行求解。根据该算法编制了计算程序,通过构造解析解的方法验证了程序的正确性,用该程序求解了雷诺数为5000时的非稳态二维顶盖驱动流问题,计算结果捕捉到了流动过程中涡的演化过程,表明本文方法可用于非稳态流动的求解。 展开更多
关键词 非稳态流动 NAVIER-STOKES 方程 最小二乘等几何方法 隐式差分格式 顶盖驱动流
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求解Stokes方程的最小二乘等几何分析方法 被引量:8
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作者 陈德祥 徐自力 +1 位作者 刘石 冯永新 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期51-55,共5页
针对采用C0型基函数的最小二乘有限元需增加辅助独立变量的问题,提出了一种改进的方法———最小二乘等几何分析方法。采用具有高阶光滑性的非均匀有理B样条作为基函数,直接用原始变量定义最小二乘泛函,建立了求解Stokes方程的改进算法... 针对采用C0型基函数的最小二乘有限元需增加辅助独立变量的问题,提出了一种改进的方法———最小二乘等几何分析方法。采用具有高阶光滑性的非均匀有理B样条作为基函数,直接用原始变量定义最小二乘泛函,建立了求解Stokes方程的改进算法。该方法不需引入新独立变量,且网格可在数值分析中自动生成并能精确表达区域的几何形状。用所提出的方法求解了二维不可压Stokes流动,计算结果与解析解符合较好,表明该方法可用于Stokes方程的求解,提高基函数光滑性的k细化具有指数收敛速度。 展开更多
关键词 最小二乘有限元法 最小二乘等几何分析方法 STOKES方程 k细化
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摩擦接触问题的比例边界等几何B可微方程组方法 被引量:8
3
作者 薛冰寒 林皋 +1 位作者 胡志强 庞林 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期615-623,共9页
摩擦接触问题是计算力学领域最具挑战性的问题之一,接触系统的泛函具有非线性、非光滑的特点,导致接触算法的收敛性与精确性难以保证.因此将比例边界等几何分析(scaled boundary isogeometric analysis,SBIGA)与B可微方程组(B different... 摩擦接触问题是计算力学领域最具挑战性的问题之一,接触系统的泛函具有非线性、非光滑的特点,导致接触算法的收敛性与精确性难以保证.因此将比例边界等几何分析(scaled boundary isogeometric analysis,SBIGA)与B可微方程组(B differential equation,BDE)相结合,提出了求解二维摩擦接触问题的比例边界等几何B可微方程组方法.在比例边界等几何坐标变换的基础上,通过虚功原理推导了关于边界控制点变量的接触平衡方程,表示成B可微方程组形式的接触条件可被严格满足,求解B可微方程组的算法的收敛性有理论保证.此比例边界等几何B可微方程组方法 (SBIGA-BDE)只需在接触体边界进行等几何离散,使问题降低一维,能精确描述接触边界,并可通过节点插入算法进行真实接触区域的识别.此外,由于几何建模和数值分析使用相同的基函数,节约了划分网格的时间.以赫兹接触问题和悬臂梁摩擦接触问题为例,通过与解析解及数值计算软件ANSYS计算结果进行对比,验证了该方法求解二维摩擦接触问题的有效性及高精度等特点. 展开更多
关键词 弹性摩擦接触问题 比例边界等几何分析方法 比例边界有限元 B可微方程组 数值模拟
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比例边界等几何分析方法Ⅰ:波导本征问题 被引量:9
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作者 张勇 林皋 胡志强 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期382-392,共11页
提出比例边界等几何方法(scaled boundary isogeometric analysis,SBIGA),并用以求解波导本征值问题.在比例边界等几何坐标变换的基础上,利用加权余量法将控制偏微分方程进行离散处理,半弱化为关于边界控制点变量的二阶常微分方程,即TE... 提出比例边界等几何方法(scaled boundary isogeometric analysis,SBIGA),并用以求解波导本征值问题.在比例边界等几何坐标变换的基础上,利用加权余量法将控制偏微分方程进行离散处理,半弱化为关于边界控制点变量的二阶常微分方程,即TE波或TM波波导的比例边界等几何分析的频域方程以及波导动刚度方程,同时利用连分式求解波导动刚度矩阵.通过引入辅助变量进一步得出波导本征方程.该方法只需在求解域的边界上进行等几何离散,使问题降低一维,计算工作量大为节约,并且由于边界的等几何离散,使得解的精度更高,进一步节省求解自由度.以矩形和L形波导的本征问题分析为例,通过与解析解和其他数值方法比较,结果表明该方法具有精度高、计算工作量小的优点. 展开更多
关键词 比例边界等几何分析方法 比例边界有限元 波导 本征值 亥姆霍兹方程
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基于CAD几何的数值流形方法初步研究 被引量:6
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作者 陈积瞻 苏海东 祁勇峰 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2016年第2期137-143,共7页
计算机辅助工程中的设计—分析—再设计的反复过程,蕴含着计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助工程分析(CAE)相融合的迫切需求。提出基于CAD几何的数值流形方法:按照CAE真实物理场分布的复杂程度来布置数学网格和设置近似函数阶次,比等几... 计算机辅助工程中的设计—分析—再设计的反复过程,蕴含着计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助工程分析(CAE)相融合的迫切需求。提出基于CAD几何的数值流形方法:按照CAE真实物理场分布的复杂程度来布置数学网格和设置近似函数阶次,比等几何分析方法更合理;只需引入自动且快速的切割操作,就能实现CAD模型进入CAE后无需修改而直接建模;针对以往的流形法需要将曲线边界离散成折线的问题,给出了曲线边界与网格直边的切割算法,实现了几何模型在CAE建模和网格细化中的保形性;针对流形法通常使用的多项式近似函数,推导了曲线"近似"单纯形的解析积分公式并应用于带有曲线边界的流形元的精确积分运算;最后通过平板内的圆孔算例验证了方法的可行性。该方法对CAD和CAE的融合提出了全新的思路,为实现CAD进入CAE后的自动化分析打下了基础。 展开更多
关键词 数值流形方法 等几何分析方法 CAD几何 曲线与直线的切割 单纯形积分 CAD/CAE协同
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多重网格在黏性流动最小二乘等几何模拟中的应用 被引量:3
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作者 陈德祥 徐自力 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期122-127,共6页
针对最小二乘等几何方法模拟黏性流动时条件数大、迭代法收敛速度慢的问题,提出了基于多重网格技术的加速方法。计算中自动生成一系列疏密不同的网格,在最密网格上用最小二乘等几何方法将Navier-Stokes方程离散为代数方程组,用多重网格... 针对最小二乘等几何方法模拟黏性流动时条件数大、迭代法收敛速度慢的问题,提出了基于多重网格技术的加速方法。计算中自动生成一系列疏密不同的网格,在最密网格上用最小二乘等几何方法将Navier-Stokes方程离散为代数方程组,用多重网格方法作为独立求解器或共轭梯度法的预处理器迭代求解所得到的代数方程组。对雷诺数为100、400、1 000和2 500的顶盖驱动流进行了数值模拟,计算中进行23次迭代可使方程组的余量降低10个数量级,流动特征量的计算误差在1%以内。计算结果表明,通过多重网格技术加速迭代,提高了最小二乘等几何方法模拟黏性流动的计算效率。 展开更多
关键词 多重网格 最小二乘 等几何方法 共轭梯度法 NAVIER-STOKES方程
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用于柔性转子主动控制的等几何Timoshenko梁模型及其数值验证
7
作者 张鹏飞 王志恒 席光 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期139-146,共8页
为了克服采用标准有限元方法建立的转子模型自由度多不便直接用于控制器设计的问题,结合等几何分析方法的精度高、自由度少的特点,提出了把低阶等几何Timoshenko梁模型运用到柔性转子的主动控制中,并进行了数值验证。首先,给出了半离散... 为了克服采用标准有限元方法建立的转子模型自由度多不便直接用于控制器设计的问题,结合等几何分析方法的精度高、自由度少的特点,提出了把低阶等几何Timoshenko梁模型运用到柔性转子的主动控制中,并进行了数值验证。首先,给出了半离散等几何模型及在主动控制中作为转子控制输入信号的各类边界条件;其次,分别对比了高、低阶等几何模型的奇异值响应以及简支条件下的高、低阶模型的数值解与理论解;最后,在采用磁悬浮轴承支撑和给定分布不平衡力扰动的条件下,对转子进行了分散比例微分(PD)仿真控制。结果表明:所采用的低阶模型的奇异值响应在前6阶临界转速范围内与高阶模型基本一致;高阶模型的前10阶模态频率很好地吻合了理论解,低阶模型前4阶模态频率误差在0.2%以内;高、低阶等几何梁模型下的转子不平衡振动位移稳态响应的差别很小,该误差可看成工作转速下的同频小扰动。低阶等几何梁模型在低频范围的高精度验证了该方法所得低阶模型直接用于控制器设计的可行性。 展开更多
关键词 等几何方法 柔性转子模型 TIMOSHENKO梁 振动控制 磁悬浮轴承
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圆柱突然启动后绕流的最小二乘等几何模拟 被引量:1
8
作者 徐大勇 陈德祥 +1 位作者 郭建 汤继保 《流体动力学》 2017年第3期83-90,共8页
为研究最小二乘几何方法处理较复杂流动的特性,用该方法求解了圆柱突然启动后的瞬态流场。控制方程的时间离散采用三阶精度的隐式差分格式,空间离散采用二阶以上精度的最小二乘等几何方法。对雷诺数为550~9500的流动进行了模拟,并与其... 为研究最小二乘几何方法处理较复杂流动的特性,用该方法求解了圆柱突然启动后的瞬态流场。控制方程的时间离散采用三阶精度的隐式差分格式,空间离散采用二阶以上精度的最小二乘等几何方法。对雷诺数为550~9500的流动进行了模拟,并与其它实验及数值方法的结果进行了对比,数值解中捕捉到了不同雷诺数下的产生的鼓包、孤立涡、α-现象和β-现象等流动模式。计算结果表明高精度的最小二乘等几何法可用于复杂瞬态流动的模拟。 展开更多
关键词 瞬态流动 圆柱绕流 最小二乘等几何方法 隐式差分
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基于改进的PHT-样条自适应等几何配点法 被引量:1
9
作者 贾悦 ANITESCU Cosmin 李春 《图学学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期110-117,共8页
将传统等几何配点法扩展至任意高阶单元并且满足自适应局部细分功能,提出一种基于改进的PHT样条单元的自适应等几何配点法。改进的PHT样条单元依然具有传统PHT样条单元局部细分功能,但因为传统PHT样条函数在层级网格划分后需要对部分基... 将传统等几何配点法扩展至任意高阶单元并且满足自适应局部细分功能,提出一种基于改进的PHT样条单元的自适应等几何配点法。改进的PHT样条单元依然具有传统PHT样条单元局部细分功能,但因为传统PHT样条函数在层级网格划分后需要对部分基函数的定义域进行截断处理,所以在层级细分过于频繁区域,部分函数可能因为严重变形而影响计算稳定性,而改进的PHT样条函数无需截断处理,定义域内基函数始终具有稳定形态,这使得改进的PHT样条单元更适合高阶连续性计算及多层网格细分。该算法结合PHT样条单元的特点,选取高斯点作为配置点。为了简化边界施加条件,采用了耦合线性方程组的方法,在问题域内采用高斯配点法,在问题域边界采用传统伽辽金方法,最终耦合2组线性方程组。本算法的局部细分准则基于复原解和复原解误差。实例计算结果表明,基于改进的PHT样条的自适应等几何配点法可以扩展至任意高阶单元计算,并满足最佳收敛率,且与理论值吻合。 展开更多
关键词 等几何分析方法 配点法 PHT样条函数 高斯配置点 高阶单元 局部细分
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基于等几何分析的薄壳静力学分析
10
作者 刘慧善 朱灯林 《机械设计与制造工程》 2018年第5期28-33,共6页
以等几何分析方法的计算过程作为参考,介绍了等几何分析方法壳单元几何模型的构造和在等几何分析方法中坐标系的定义求解;推导了两种RM壳单元IGA位移插补方法,并将其应用于典型的板壳结构静力学分析。分析结果表明,在单元划分较细的情况... 以等几何分析方法的计算过程作为参考,介绍了等几何分析方法壳单元几何模型的构造和在等几何分析方法中坐标系的定义求解;推导了两种RM壳单元IGA位移插补方法,并将其应用于典型的板壳结构静力学分析。分析结果表明,在单元划分较细的情况下,两种位移插补方法的插补精度基本一样,第二种插补模型的计算效率更高。静力学分析结果与ANSYS分析结果一致,验证了两种位移插补方法的正确性。 展开更多
关键词 等几何分析 等几何分析方法壳单元 插补方法
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含裂纹缺陷的预扭壳结构非线性振动特性研究
11
作者 仲赛凤 靳国永 +1 位作者 何涛 叶天贵 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期937-944,共8页
基于扩展等几何方法和一阶壳体剪切变形理论建立了含裂纹缺陷的功能梯度预扭壳结构的非线性振动控制方程。控制方程中考虑了预扭壳结构的预扭角度及几何非线性,应用扩展等几何方法,采用反映位移变化的富集函数来描述裂纹的位置及长度,... 基于扩展等几何方法和一阶壳体剪切变形理论建立了含裂纹缺陷的功能梯度预扭壳结构的非线性振动控制方程。控制方程中考虑了预扭壳结构的预扭角度及几何非线性,应用扩展等几何方法,采用反映位移变化的富集函数来描述裂纹的位置及长度,一方面可以提高计算精度,另一方面可以避免在裂纹处的网格加密,提高计算效率。采用了直接迭代法求解非线性振动控制方程。通过与现有文献结果对比,证明了本文方法的正确性和稳定性。在此基础上,探究裂纹对功能梯度预扭壳结构非线性振动频率的影响,研究了预扭角度、裂纹位置及长度和材料的功能梯度指数等参数对预扭壳非线性振动特性的影响规律。 展开更多
关键词 非线性振动 功能梯度材料 裂纹预扭壳结构 扩展等几何方法 一阶壳体剪切变形理论
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A REVIEW AND PROSPECT OF READABLE MACHINE PROOFS FOR GEOMETRY THEOREMS 被引量:3
12
作者 Jianguo JIANG Jingzhong ZHANG 《Journal of Systems Science & Complexity》 SCIE EI CSCD 2012年第4期802-820,共19页
After half a century research, the mechanical theorem proving in geometries has become an active research topic in the automated reasoning field. This review involves three approaches on automated generating readable ... After half a century research, the mechanical theorem proving in geometries has become an active research topic in the automated reasoning field. This review involves three approaches on automated generating readable machine proofs for geometry theorems which include search methods, coordinate-free methods, and formal logic methods. Some critical issues about these approaches are also discussed. Furthermore, the authors propose three further research directions for the readable machine proofs for geometry theorems, including geometry inequalities, intelligent geometry softwares and machine learning. 展开更多
关键词 Automated geometry reasoning coordinate-free method formal logic method geometric inequality intelligent geometry software machine learning mechanical theorem proving readable machine proof search method.
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