适用于纯物质流体工质S2流面半反命题和A型杂交命题的变分原理族

文献[2]建立了轴流式叶轮机S_2流面半反命题、A型杂交命题的变分原理族。文献[1]在此基础上提出混流式叶轮机S_2流面半反命题和A型杂交命题的变分原理族,避免混流式中可能出现解的不确定性及分区处理的麻烦。但这些文章中所提出的变分原理均只适用于完全气体工质,使这些变分原理的应用受到一定的限制。例如对水蒸汽及氟里昂等工质,在某些极限工况下,如果再以完全气体的模型求解,会与实际情况相差较大。本文提出可将以上各变分原理推广至纯物质流体工质,从而使这些变分原理具有较强的适应性。     

径流式叶轮机S_2流面半反命题、A型杂交命题变分原理族及对混流式的推广及其应用

(一)文[4、5]建立了轴流式叶轮机S_2流面半反命题、A型杂交命题的变分原理,为应用有限元方法和其它变分直接解法提供了较完备的理论基础。但是由于相应尤拉方程组解的不定性,这两族变分原理并不适用于径流式叶轮机。     

旋成面叶栅各类杂交气动命题统一的变域变分理论

本文在文献[6]正命题各变分原理族的基础上,运用泛函变域变分工具,建立了叶栅各类杂交命题统一的新变分原理族。这一新理论可以准确处理钝头叶栅,并适用于非均熵流。文中充分发挥了自然边界条件和人工界面的有力作用,并顾及了叶面喷(吸)气分布。本文旨在为有限元法及其它变分解法提供又一新的完善的理论基础,也为新叶栅的分析、设计和优化以及老叶栅的改型提供一系列新途径。本文新理论的主要优点是可以较直捷地推广到多排叶栅、S_2流面,机翼的设计与改型以及完全三元流动的杂交命题中去。     

应用复合型网格求解叶栅气动设计杂交型问题

建立在流线坐标系上的叶栅气动设计反命题与杂交命题是在映象平面(由流线坐标与周向坐标构成H上求解的.以往在映像平面只采用H型网格,本文首次将H加C型复合网格用于这类反命题计算,使叶栅前缘附近网格构造趋于合理,从而明显提高了计算精度.本文采用的解法是基于叶轮机气动变分原理的有限元方法.     

轴对称流道气动杂交命题的变分原理族

本文引用映象平面ξ～Ψ,建立了轴对称流道A型杂交气动命题的变分原理族。本文旨在为轴对称流道气动设计提供一些更广泛、灵活的途径,并为有限元法建立完密的理论基础。     

轴流式叶轮机S_2流面杂交气动命题的广义变分原理与变分原理

本文引用映象平面,建立了轴流式S_2流面A型和B型杂交气动命题的两族变分原理,并进而考虑了子午面流区为复连通的情况(例如图3的包曼透平级)。为了利于边界条件的处理,文中力图充分发挥“自然界面条件”与“人工分界面”的有力作用。本文旨在为叶轮机气动设计提供一些更广泛、灵活的途径,并为有限元法等变分直接解法建立更完密的理论基础。     

S_2流面正命题适用于纯物质流体的变分原理族及其对偶变分原理族

本文建立了适用于纯物质流体轴流式S_2流面正命题的变分原理族及其对偶变分原理族。证明了其中的两条狭义变分原理在均转子焓均熵条件下在亚声速区内分别为极大值原理和极小值原理。在变分原理的构造中,采用吉布斯关系作为约束,从而使这些变分原理适用于纯物质流体。     

用有限元法求解实心框温度场

我们通过变分原理把热传导方程及其边界条件变为对某一泛函在一定函数类求极小问题,又通过离散化使求某一域 v 的温度场变为求解域 v中的某些点的温度 T_i。在实心框计算中,我们把实心框看成为由几种元件组成,并把各元件展开成平面。从而使表面看来似乎是三推问题变为平面问题。各元件的影响是通过它们的接触边界加以考虑。各元件的排列做到使最后的[k]矩阵成为三对角子块,并使[k]中的随时间变化部分集中于[k_(44)] 从而大大减少计算时间。     

平面热应力问题的组合杂交有限元方法

利用组合变分原理可以增强杂交元方法解的稳定性,建立了平面热应力问题的基于区域分解的组合变分原理.与弹性力学问题相比,右端项改变;并且提出组合杂交元来离散新的变分原理、形成刚度矩阵;进而引入能量协调条件,不仅简化了变分原理及其相应的刚度矩阵,而且减少有限元解的误差.数值结果表明,能量协调的4节点组合杂交元数值性能最佳:实现粗网格高精度,对网格畸变不敏感且可以克服闭锁现象.     

含孔边裂纹有限大单块板的解析变分解法

本文利用复变函数方法导出含孔边双侧直线裂纹有限大板应力与位移的全场表达式,满足所有基本方程式、裂纹表面边界条件与复连通域位移单值条件。应用变分原理满足其余边界条件并求解应力强度因子。变分方程中只有线积分。故本方法计算效率较高。     

翼型和叶栅前后缘局部流场的新精化解法

本文提出一种利用前后驻点自动定位来求前后缘局部流场精化解的方法 ,即在全流场解的基础上 ,把局部流场解分为两部分的叠加 ,其中之一是驻点邻区的近似解析解 ,它吸收了原解中变化急剧的部分 ,使剩余部分成为变化比较平缓、具有更好的解析性态的分布 ,因而易于求准确。算例表明 ,本文方法为提高亚声绕统计算精度 ,特别是带攻角绕流工况 ,提供了有效的手段 ,本文思想也可同变分差分法结合应用     

基于变域变分有限元的翼型反设计

反问题作为一种自由(未知)边界问题近年来得到了广泛的研究。变域变分通过把自由边界结合在变分泛函中，使其与求解流场的控制方程结合起来，从而自由边界求解和流场分析可以完全耦合进行。本文采用变域变分和可变形有限元来设计可压缩和不可压缩翼型，计算显示即使在初始翼型的一侧为三角形时仍能得到满意的结果。文中还采用了两种计算网格(H型和O型)来设计翼型，比较了它们的精度，计算表明本方法完全能用于翼型的反设计。     

有限元素法解轴压加筋板局部稳定性问题的研究

 本文是用有限元素法解轴压加筋板局部稳定性问题的研究报告。它从失稳变形模态对称性分析入手,提出了局部单元的计算模型。对于失稳变形模态非对称结构,指出典型单元计算模型的局限性。从而肯定了局部单元在稳定性计算中普遍的实用意义。对于铆接结构,分析了筋条与蒙皮的连接及其简化假设,改进了铆接结构的计算模型,确保了计算结果的合理性。另外,讨论了简化计算模型的两项原则。在此基础上,对计算模型作进一步简化,从而节省了机器内存,提高了解题速度。最后给出了计算曲线及实验结果,并对力矩分配法作了分析。     

Analysis of nonlinear deformation and stability of oval cylindrical shells under combined loading by bending and torsion moments

A problem of geometrically nonlinear deformation and stability of cylindrical shells with noncircular cross-section contour is solved by the finite element method. The nonlinear system of algebraic equations to determine the nodal unknowns of finite elements is obtained with the use of the variational Lagrange principle. The system is solved by the method of successive loadings with the use of the Newton-Kantorovich method of linearization, the method of solving linear Craut’s equations and Sylvestor’s stability criterion. The nonlinear deformation and stability of shells with the oval and elliptical cross-sections under combined loading by bending and torsion moments are analyzed. The critical loads and buckling modes of shells are determined. The influence of deformation nonlinearity, shell ovality and ellipticity on the critical loads is clarified.     

Analysis of an arbitrarily loaded shell of revolution based on the finite element method in a mixed formulation

The volume finite element in the form of hexahedron with nodal unknowns as components of the displacement vector and stress tensor has been developed to analyze the shells of revolution. The displacement vector components for the inner point of the finite element and the components of its stress tensor are expressed through the nodal unknowns using the method of vector and tensor fields interpolation by the trilinear shape functions; that provides taking into account the finite element displacement as a whole solid. The variational principle in a mixed formulation is applied to form the matrix of hexahedron deformation. The efficiency of the proposed method for approximating the values being sought as vector and tensor fields in comparison with the traditional method for approximating the values being sought as scalar fields is confirmed by a numerical example.     

高维局部非线性转子-轴承动力系统的稳定性和分岔

采用模态缩减方法对具有非解析轴承的高维局部非线性转子系统进行自由度降阶。提出基于变分不等方程的有限元互补解的的数值方法,在几乎不增加计算量的情况下,使得实际轴承油膜力的Jacobian矩阵可与油膜力自身计算同时完成,并取得协调一致的精度。结合打靶法和Floquet理论对实际转子-轴承系统的非线性不平衡响应及其分岔行为进行计算分析,数值结果表明,所提出的方法不仅极大地降低了计算量,而且具有足够高的精度。     

板和型材均含有裂纹的加筋板应力强度因子计算

本文应用复变应力函数和分区广义变分原理,提出了确定型材和板有裂纹的加筋板应力强度因子的计算方法。采用复变应力函数使裂纹的边界条件精确地得到满足,应用分区广义变分原理使其它边界条件近似地得到满足。本文应用加筋条为角材,其中一根角材含有边缘裂纹,板含有中心裂纹的加筋板,在垂直裂纹平面的远处受均匀拉伸载荷为例,给出了应力强度因子的计算公式。对一特定的结构参数,给出了应力强度因子随裂纹长度变化曲线。     

自紧工艺对CFRP气瓶应力水平的影响

文摘利用ABAQUS有限元软件,对铝内胆结构的CFRP气瓶进行了分析,根据其结构建立了模型,采用二维Hashin失效准则对纤维缠绕层进行了渐进失效分析,包含了4种失效模式,纤维及基体的拉伸和压缩失效。研究了不同失效模式的萌生和分布规律。对自紧原理对气瓶的影响进行了研究。分析得出只有当气瓶承载压力大于自紧工艺压力时,内衬PEEQ值才会在自紧工艺后继续发生累积,气瓶自紧力开始失效。     

绕升力机身跨音速流动的有限元素法数值分析

 <正> 本文应用全速位方程最小压强积分的有限元素法解绕升力机身的跨音速流动。机身头部可以是尖的或带有进气道的。用头部伸出无穷长圆柱来模拟头部进气。尖头机身在元素形状处理上具有一定的复杂性,从数值实验角度考虑我们分别按尖头和头部伸出无穷长细圆柱来近似尖头头部两种方法对尖头机身进行计算。采用人工密度法捕获激波,但由于绕机身流线形状比较复杂,直接采用机翼问题中的人工粘性公式,解往往不收敛。我们推导出一种较精确的,适用于复杂流动情况的人工粘性计算公式,为了加速收敛,应用网格逐次加密技术,可使收敛速度提高2～3倍。本文还给出绕升力机身跨音速流动的远场速位解析式。