表面阻抗边界条件在时域有限差分方法中的实现

研究了表面阻抗边界条件(SIBC)在时域有限差分法(FDTD)中实现的方法。用 FDTD 法计算电磁波在有耗媒质中的传播问题时,引入 SIBC 后只需要计算有耗媒质或导电结构的外部场,而不需要模拟结构内部场分布,大大节省了计算量和存储空间。用 FDTD 与 SIBC 相结合的方法对良导体反射面上的单极子天线的输入阻抗进行了模拟计算,结果表明了该方法的有效性。     

表面阻抗边界条件在时域有限差分方法中的实现

研究了表面阻抗边界条件(SIBC)在时域有限差分法(FDTD)中实现的方法。用FDTD法计算电磁波在有耗媒质中的传播问题时,引入SIBC后只需要计算有耗媒质或导电结构的外部场,而不需要模拟结构内部场分布,大大节省了计算量和存储空间。用FDTD与SIBC相结合的方法对良导体反射面上的单极子天线的输入阻抗进行了模拟计算,结果表明了该方法的有效性。     

高阶FDTD的加权系数优化方法研究

为了提高电磁散射的计算精确度,对高阶时域有限差分法(FDTD)的加权系数进行优化。提出一种基于Yee氏蛙跳网格的高阶FDTD优化方法,主要通过优化加权系数消除传播方向上沿轴及网格对角线的色散误差。通过雷达截面散射仿真实验验证了提出的高阶FDTD优化方法相较于未优化的高阶FDTD方法具有更高的计算精度,可应用在复杂目标的电磁散射问题上。     

双复合Poisson风险模型总红利现值的研究

对常数红利边界策略下保费收入为复合Poisson过程的风险模型进行研究,得到了直至破产时总红利现值的矩母函数满足的积分—微分方程和边界条件,并由此推导出总红利现值的n阶原点矩和均值满足的积分方程和边界条件,以及在保费额及理赔额均服从指数分布下的具体表达式.     

计算连续梁的新三弯矩方程

本文对含有阶梯函数、Ｄｉｒａｃ函数的简支梁挠曲线的四阶微分方程进行Ｌａｐｌａｃｅ变换，然后再进行逆变换，求出原函数，最后利用边界条件推导并建立连续梁的新三弯矩方程。     

大型LNG储罐预应力混凝土外墙应力分析与结构优化

大型LNG储罐的外墙一般由预应力混凝土建造,其应力分布和变形比较复杂,目前国内对这方面的研究较少。提出了储罐外墙纵向预应力筋向外最大偏移量的控制方程,以及环形压力容器最大环向应力位置的计算方法,推导出纵向预应力筋偏移后距罐内侧最大距离的控制方程和最大环向应力位置的计算方程,并根据边界条件,给出计算方程参数的方程组,在此基础上提出纵向预应力筋向外偏移、局部增设环向预应力筋的结构优化方法,并应用ADINA有限元软件,进行数值模拟。通过理论计算与数值模拟结果的对比分析,验证了理论公式推导的正确性以及结构优化方法的合理性,可为以后国内LNG储罐的自主设计与建造提供理论依据。     

关于具有三个广义位移平板的试函数及其应用

本文采用胡海昌关于具有三个广义位移平板的微分方程及边界条件,用加权残数法求解.并提出三种试函数:1.梁函数,2.李维(M. Levy)函数,3.短梁(二个广义位移梁)函数.前二种试函数,部分满足边界条件,部分是用最小二乘边界积分法近似满足边界条件.第三种试函数是用广义函数推导、简支、固支严格满足Reissner边界条件.用最小势能原理求解.算例表明,本文方法精度高,实用简便.     

基于ADAMS的随动复合平衡抽油机动力仿真

介绍了随动复合平衡抽油机的结构和基本参数,对曲柄净扭矩的计算公式进行了推导,说明了利用ADAMS进行抽油机动力仿真的基本步骤,给出了模型的建立和加载的方法,并对仿真结果进行了分析。分析结果表明,与异相型曲柄平衡抽油机相比,随动复合平衡抽油机的动力性能得以改善,具有较好的节能效果。     

基于全变分方法的非线性图像去噪研究

研究了全变分最小化模型在图像去噪中的应用,用变分法推导出与之相应的偏微分方程,并用差分法对该方程进行了数值仿真。仿真试验结果表明,该方法在去除噪声的同时,能更好地保持图像边缘细节,具有较好的处理效果。     

MacCormack算法在长输管道瞬变流动仿真中的应用

为了提高长输管道仿真精度和速率,基于MacCormack格式基本原理和流动方程建立了长输液体管道水力瞬变流动仿真模型。以某管道为例,分别采用该仿真算法和特征线法模拟了阀门关闭和流量增加引起的瞬变流动,并探讨了MacCormack格式中不同边界条件处理方法及Courant常数值对模拟结果的影响。结果表明:MacCormack格式可用于精确仿真长输管道瞬变流动过程,采用特征线法求解预估层边界参数后,其振荡幅度、收敛速度均优于特征线仿真方法;同时,采用特征线法处理MacCormack格式边界条件较线性外插法更易收敛。研究成果可为长输管道瞬变流动仿真提供参考。     

时域有限差分算法的MPI实现与效率分析

以MPI为编程环境,讨论了时域有限差分算法(FDTD)的子区域划分方法和虚拟拓扑的建立;通过分析FDTD算法,建立了相邻子区域间的通信规则和FDTD并行算法的MPI实现步骤;通过对运算开销和通信开销的测试与计算,分析了算法的效率.     

小波分析及其在计算电磁学中的应用

回顾小波变换的发展历史,指出其相对于Fourier变换与Harr变换的优越性,并结合矩量法(MoM)、时域有限差分法(FDTD)等方法,讨论小波分析在计算电磁学中的应用。     

气体管网的动态仿真

综合分析了气体管网动态仿真的各种方法，指出了各种方法的优缺点。针对当前较为成熟的隐式法和特征线法，给出了它们的动态仿真模拟以及初始条件、边界条件、各类元件和节点的表示与处理方法。针对实际气体管网，分别给出了隐式法和特征线法的仿真结果。     

贴体网格的生成与平面二维泥沙运动方程在贴体坐标区域中的变换

针对用平面二维泥沙模型求解不规则区域泥沙运动规律时常遇到的边界复杂问题,引入了贴体坐标的基本原理,推导并离散了贴体网格的生成方程,将泥沙运动方程及边界条件从物理区域向计算区域进行了一一对应转换,最后给出了平面二维泥沙运动方程在贴体坐标下的变换形式。     

五次B样条有限元

本文用五次B样条变分法解规则区域上弹性薄板静力问题,推导了适用于各种边界条件,又便于在计算机上实现的统一计算格式,并给出了几个典型算例.与三次B样条相比,在均布载荷的情况下五次B样条精度高得多;集中载荷的情况下,两者精度接近.     

挖坑机执行机构的动力学分析及仿真研究

采用多体建模的方法简洁地表达了该多体系统方程。运用拉格朗日方程和多体动力学建立了挖坑机动臂、斗杆及钻头的刚性运动微分方程。通过对运动微分方程的推导与求解,对动臂、斗杆及钻头的角速度和角加速度进行了分析。以6T小型挖坑机执行机构为研究对象,在三维建模软件Pro/E中建立了挖坑机几何模型,并导入动力学仿真软件ADAMS,进行了动力学仿真。采用角速度传感器测出了挖坑机空载状态下动臂与斗杆的角速度,仿真结果与试验误差在5%内,验证了模型的准确性。证明了采用多体动力学方法建立的挖坑机的运动方程可以描述挖坑机的各项动力学特性,提供了一种逆方式仿真验证模型的方法,可广泛应用于挖掘机执行机构。     

阴极保护数值模拟计算边界条件的确定

数值模拟技术是求解阴极保护电位模型的有效方法,国内外流行的阴极保护数学模型包括分布型模型和时变型模型两种。在数值模拟过程中,边界条件的确定及其处理方式直接影响计算结果的准确性。为此,对国内外阴极保护数学模型的边界条件进行了分类,包括:边界电位已知的第一类边界条件(Dirichlet边界),电流密度已知的第二类边界条件(Neumann边界),以及边界电位和电流密度函数关系已知的第三类边界条件。系统阐述了阳极和阴极边界条件的确定方法以及非线性边界条件的处理方式,与Newton-Raphson迭代法相比,分段线性拟合法具有更好的灵活性和实用性,对于实测极化曲线的处理效果非常明显。指出在阴极边界条件方面,应加强对极化模型的研究。     

交叉立体桁架系巨型网格结构的简化计算法

针对系巨型网格结构杆件和节点多、计算工作量大的特点,进行了简化计算方面的研究,提出了将立体桁架等效为连续实体梁、按空间法进行有限元计算的等效空间刚架法.分析了立体桁架的等效截面、等效抗弯刚度,并详细推导了其等效抗扭刚度,分析了主体结构不同边界条件的等效处理方法.对比计算分析表明,该方法计算精度高,主要受力杆件的误差保持在5%以内,计算工作量较完全有限元法大幅度降低,是分析巨型网格结构的一种比较优越的方法.     

数控铣齿机主轴系统温度场有限元分析

热误差是影响机床加工精度的主要因素之一。主轴的热变形是机床总的热变形的重要组成部分。因此本文在分析数控铣齿机主轴热源的基础上,计算发热量,确定边界条件,并利用有限元软件abaqus建立主轴系统的温度场模型并进行了数字模拟仿真,为主轴系统的进一步热变形控制提供了基础。     

混凝土梁板类构件边界条件识别与研究

采用动力学方法进行结构损伤诊断和参数识别时,结构的边界条件对其动力性能有较大的影响,为模拟实验条件,提出了合理的假定,并在此基础上,分析采用牛顿法和遗传算法对混凝土梁板类构件的边界参数进行了识别,正确地描述了边界条件,最后比较了两种方法各自的优缺点。