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  • 【期刊】 用于解析函数复分析的共轭边界元

    刊名:应用数学和力学 作者:李国清 关键词:边界元 ; 复分析 ; 解析函数 ; 位势理论 机构:华中科技大学力学系 ; 华中科技大学力学系 年份:2017
    摘要:由2个共轭的实调和函数构建1个复解析函数,其复分析在应用数学和力学领域具有重要的作用.提出了一个加权残数方程组,证明了该方程组为2个共轭函数的域内控制方程、边界条件和边界上Cauchy-Riemann(柯西-黎曼)条件的近似解,等效为复解析函数的逼近方程,在离散空间中,由该加权残数方程分别推导出2个位势问题的直接边界积分方程和1个表示Cauchy-Rie-mann条件的有限差分方程,随后解决了弱奇异线性方程组的求解难题,并提出用Cauchy积分公式求内点值的方法,从而建立了一种用于复分析的常单元共轭边界元法,最后,用3个算例证明了所提出方法适用于域内或域外的幂函数、指数函数或对数函数形式的解析函数,而且其误差与2维位势问题是同等量级的.
  • 【期刊】 基于点云数据的声学边界元分析方法

    刊名:振动与冲击 作者:庄超 ; 刘汉光 ; 康凯旋 ; 苏俊收 关键词:点云数据 ; 声学边界元 ; 声传播 机构:徐工集团江苏徐州工程机械研究院 ; 徐工集团江苏徐州工程机械研究院 ; 高端工程机械智能制造国家重点实验室 年份:2018
    摘要:以点云数据作为声学边界元分析的基础数据,把逆向工程与声学边界元数值计算相结合。将扫描获取的不规则的点云网格优化处理为形状规则、满足数值计算的网格单元模型,以用于声学数值计算,实现了CAD几何模型与CAE仿真分析的无缝衔接,提出基于点云数据的声学边界元分析方法。以小型扫路机厢体声传播问题作为具体算例,与传统声学边界元仿真对比,得到了较高的吻合度,证明了该方法的有效性与可行性。
  • 【会议】 基于混合有限元-边界元耦合的拓扑优化

    作者:赵文畅 ; 陈海波 关键词:边界元 ; 有限元 ; 拓扑优化 ; 伴随变量法 机构:中国科学技术大学近代力学系中国科学院材料力学行为和设计重点实验室 ; 中国科学技术大学近代力学系中国科学院材料力学行为和设计重点实验室 年份:2018
    摘要:声振耦合系统在拓扑优化过程中,声-固耦合面往往随着设计变量发生变化,这为敏感度的计算带来额外的困难。针对这一点,本文采用混合有限元方法同时模拟结构和流场,从而避免了耦合面变化导致的梯度计算,并且采用边界元模拟吸声边界条件来表征无限域的影响。基于该方法,可以进行无限声场包围中结构振动的拓扑优化,以实现减振降噪等目的。此外,本文还考虑了结构和声场之间的强耦合作用,这一点保证了密度较大流体(如水)等情况下分析的正确性。基于密度法和伴随变量法,本文给出了强耦合情况下系统敏感度分析的表达式,并且采用快速多极算法提高边界元部分的计算效率。数值算例验证了所提方法的可行性,并且对计算效率进行了相应的考察。
  • 【期刊】 带式输送机压陷阻力的边界元分析

    刊名:起重运输机械 作者:王繁生 ; 蒋红旗 关键词:边界元 ; 带式输送机 ; 胶带 ; 仿真 ; 压陷滚动阻力 ; 粘弹性 机构:江苏师范大学机电工程学院 ; 江苏师范大学机电工程学院 年份:2014
    摘要:为了利用现代仿真技术准确获得带式输送机的动态特性,不仅需要建立恰当的胶带仿真模型,而且还应建立合适的胶带运行阻力模型。胶带运行阻力包括胶带和散料的弯曲阻力、托辊的旋转阻力和胶带的压陷滚动阻力。其中压陷滚动阻力是主要的运行阻力,因此运用恰当的方法对其进行正确计算非常重要。针对胶带的粘弹特性和滚动接触边界条件,运用一种基于付立叶级数的特殊边界元法对胶带进行建模仿真,仿真结果与由经验公式得到的理论结果十分吻合。最后给出了几个算例以研究不同的参数对压陷滚动阻力的影响。
  • 【期刊】 声学边界元拟奇异积分计算的自适应方法

    刊名:振动与冲击 作者:缪宇跃 ; 李天匀 ; 朱翔 ; 张冠军 ; 郭文杰 关键词:边界元 ; 拟奇异性 ; 自适应 ; 接近度 机构:华中科技大学 ; 华中科技大学 ; 船舶与海洋工程学院,武汉 ; 船舶与海洋水动力湖北省重点实验室,武汉 ; 华中科技大学 ; 船舶与海洋工程学院,武汉 ; 船舶与海洋水动力湖北省重点实验室,武汉 ; 船舶振动噪声重点实验室,武汉 年份:2017
    摘要:提出一种自适应方法计算声学边界元中的拟奇异积分,通过单元分级细分将总积分转移到子单元上以消除拟奇异性。在此方法基础上深入研究拟奇异性,进一步提出接近度的概念,其中临界接近度可作为拟奇异积分计算的理论依据,并可用于预估拟奇异性是否存在。此方法的积分精度可调控,且不受场点位置限制,相比于已有方法更加灵活高效。数值分析表明拟奇异性强弱由场点与单元的相对位置决定,单元上远离场点的区域拟奇异性很弱,无需处理。研究结果为处理边界元法中的拟奇异性问题提供了新的选择和参考。
  • 【期刊】 参数化单元边界元法解势流速度场问题

    刊名:中国舰船研究 作者:刘梦超 ; 刘延俊 ; 薛钢 ; 吴瀚崚 关键词:参数化单元 ; 边界元法 ; 势流理论 ; 数值积分 机构:山东大学海洋研究院 ; 山东大学海洋研究院 ; 山东大学机械工程学院 ; 山东大学高效清洁机械制造教育部重点实验室 年份:2018
    摘要:[目的]边界元法在海洋工程水动力学中有着广阔的应用前景,为推广边界元法在海洋工程水动力学中的应用,[方法]根据边界积分法建立积分方程,采用参数化单元边界元法对势流问题进行求解,得出流场速度势。对经典算例进行数值计算,与数学解析解比较,并进行误差分析。在二维问题下,分别采用非连续参数化单元和参数化单元边界元法求解势流速度场问题;在三维问题下,采用参数化单元边界元法求解势流速度场问题。[结果]结果显示,在二维问题下,采用非连续参数化单元边界元法求解势流问题具有较高的精度和效率,可以在采用较少单元数的情况下得到较为理想的数值解;在三维问题下采用参数化单元边界元法虽然计算速度较快,并可以得到较好的平均相对精度,但有些点误差较大,需要改进算法或使用其他单元进行求解。[结论]参数化单元边界元法在求解海洋工程势流问题时,数值计算实现过程更简洁,可发展成为求解船舶兴波等船舶水动力学问题的通用方法。
  • 【会议】 基于比例边界元的显式拓扑优化研究

    作者:肖哲 ; 张维声 ; 郭旭 关键词:可动变形组件法 ; 比例边界元 ; 拓扑优化 ; 灵敏度分析 机构:工业装备结构分析国家重点实验室国际计算力学研究中心大连理工大学运载工程与力学学部工程力学系 ; 工业装备结构分析国家重点实验室国际计算力学研究中心大连理工大学运载工程与力学学部工程力学系 年份:2018
    摘要:工程实际中的拓扑优化问题多为三维拓扑优化问题,而三维问题往往存在设计变量数目较多,有限元分析自由度规模较大的可计算性问题。针对此,本文提出了一种可动变形组件(MMC)与比例边界元(SBFEM)相结合的显式拓扑优化方法。与现有的方法相比,可动变形组件法与比例边界元可分别大规模减少设计变量与有限元求解自由度的规模。由于SBFEM可对计算模型几何边界进行网格加密离散,且允许存在悬挂节点,无需网格渐进过度,因此在MMC框架下仅需对显式描述的结构边界进行网格细化,从而可大幅提高计算效率。数值算例表明本文所提出方法可充分发挥MMC和SBFEM的算法特点,有效求解三维大规模拓扑优化问题。
  • 【期刊】 轴对称薄壁结构自由振动的边界元分析

    刊名:力学学报 作者:周琪 ; 陈永强 关键词:双互易法 ; 奇异矩阵 ; 双曲正弦变换 ; 自由振动 机构:北京大学工学院力学与工程科学系 ; 北京大学工学院力学与工程科学系 年份:2019
    摘要:采用双互易法分析薄壁轴对称结构自由振动的特征频率以及特征模态.首先,采用径向基函数插值域积分里的位移,利用双互易法将域积分转化为子午面边界的积分.然后,将边界物理量、基本解和特解展开为傅里叶级数,沿环向积分后得到的边界积分方程可用于轴对称结构带体积力问题和受非对称载荷的动力学分析,其积分域为轴对称结构子午面边界上的线积分,进一步降低了问题的维度和离散的难度.文章详细探讨了源点处于对称轴的特殊情况,根据基本解和特解的退化形式,针对无体积力和有体积力分别给出了处理奇异矩阵的方案.对于薄壁结构,采用双曲正弦变换处理近奇异积分有效提高积分精度.最后将双互易法和双曲正弦变化应用于薄壁轴对称结构带体积力的静力学和自由振动分析.数值结果表明,文章提出的处理奇异矩阵的方法能够有效处理源点处于对称轴的情况;当圆筒厚高比为10~(-3),边界元计算的特征频率的相对误差为10~(-3),且优于有限元的结果.
  • 【期刊】 泰勒展开边界元法的船舶兴波阻力计算

    刊名:哈尔滨工程大学学报 作者:陈纪康 ; 段文洋 ; 李建东 ; 黄山 关键词:泰勒展开边界元法 ; 边界积分方程 ; 兴波阻力 ; 定常兴波波形 ; Wigley船型 ; S60船型 ; 配置点 ; 数值模拟 机构:哈尔滨工程大学船舶工程学院 ; 哈尔滨工程大学船舶工程学院 年份:2019
    摘要:针对分布源方法求解船舶定常兴波时需将自由面配置点前移的问题,本文基于一阶泰勒展开边界元方法构造边界积分方程。利用定常兴波势一阶导数直接求解,克服了分布源方法中定常兴波势一阶、二阶导数均需差分,构造边界积分方程复杂的问题。分别计算了Wigley船型以及S60船型的兴波阻力,给出了不同船型的波面等高线图,船侧波形图。计算结果与已发表的数值结果和试验数据吻合较好。本文方法无需对自由面配置点前移,避免配置点移动距离对数值结果的人为影响,改进了数值模拟方法的鲁棒性。
  • 【期刊】 边界元积分法分析椭圆模式和远场特性

    刊名:电子测量与仪器学报 作者:姚齐峰 ; 王帅 ; 娄小平 ; 祝连庆 关键词:边界元法 ; 远场特性 ; 变形微腔 ; 定向输出 年份:2017
    摘要:近年来各种兼具高品质因子和定向输出的变形微纳谐振腔得到广泛研究,主要是可以用在光电集成的极低阈值激光器中.通过边界元方法计算了从圆到椭圆变形过程即中模场,品质因子以及远场特性的随短半轴变化,模拟结果表明椭圆曲率越大,模式的品质因子逐渐下降,而模场由回音壁模式逐渐向法玻腔模式转化,但是在转变过程中出现因模式耦合效应导致模式品质因子的异常改变,远场出现被调制的现象,该机理为实现定向输出并且高Q值的激光器提供新的设计思路.
  • 【期刊】 非饱和土稳态二维渗流的边界元法研究

    刊名:水利学报 作者:雷卫东 ; 李清新 ; 陈锐 关键词:边界元 ; 稳态渗流 ; 非饱和土 机构:哈尔滨工业大学深圳研究生院 ; 哈尔滨工业大学深圳研究生院 年份:2015
    摘要:近年来,非饱和土渗流问题,成为了岩土工程的热门研究课题。本文采用边界元法处理非饱和土稳态渗流问题。应用边界元法求解非饱和土渗流水头,推导了二维非饱和土稳态渗流问题的边界积分方程。非饱和土二维边界积分方程,是由线性和非线性方程组成的方程组。对于线性方程组,通过线性方法可以直接求得,对于非线性方程组,却无法求得。本文提出采用了matlab自带的fsolve函数求解边界积分方程中的非线性方程组。计算结果具有良好的稳定性。选取了非饱和单层和双层土渗流问题作为验证算例,检验了边界元方法的正确性。
  • 【期刊】 三维边界元法计算变电站空间工频电场环境

    刊名:电测与仪表 作者:潘超 ; 谌骏哲 ; 刘士利 关键词:边界元 ; 变电站 ; 工频电场 ; ANSYS仿真 机构:东北电力大学电气工程学院 ; 东北电力大学电气工程学院 年份:2017
    摘要:在特高压交流变电站设计过程中,确定变电站空间电场尤其是设备附近电场的分布是相当重要的。针对变电站附近设备电场分布的复杂性,提出了三维边界元法对荆门1 000 k V变电站设备附近电场进行模拟研究,推导了三维空间合成电场极值的计算公式,并通过ANSYS仿真软件建立相应的仿真模型,对此方法进行验证,其理论计算结果与仿真结果基本一致,证明了该算法的正确性和有效性。
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