計算力學(xué)學(xué)報最新期刊目錄

考慮形變的Ⅳ型儲氫瓶含初始缺陷內(nèi)膽坍塌分析————作者：婁雪瑩;王奕元;郭宇鴻;謝艷芝;李剛;

摘要：建立了Ⅳ型儲氫瓶含初始缺陷塑料內(nèi)膽筒身段坍塌失穩(wěn)的有限元模型，考慮了Ⅳ型儲氫瓶快速減壓過程中內(nèi)膽變形對塑料內(nèi)膽所受內(nèi)外壓差的影響，對含初始缺陷的塑料內(nèi)膽在快速減壓時的坍塌失穩(wěn)情況進(jìn)行了有限元分析。在此基礎(chǔ)上，探究了初始壓力、氣瓶排氣速率、最終壓力等關(guān)鍵因素對內(nèi)膽坍塌臨界壓力及坍塌程度的影響。結(jié)果表明，相同排氣速率下，瓶內(nèi)初始壓力越大，內(nèi)膽坍塌臨界壓力越大；隨著排氣速率不斷增加，內(nèi)膽坍塌臨界壓力的增...

耦合邊界背景網(wǎng)格的無網(wǎng)格法泊松方程求解算法————作者：竇立遠(yuǎn);孫哲;譚思遠(yuǎn);宗智;

摘要：對于無網(wǎng)格方法而言，常見的邊界條件處理方法是在邊界外布置虛粒子或鏡像粒子。這使得復(fù)雜幾何邊界下粒子排布十分困難，且準(zhǔn)確度不高，此外導(dǎo)致基于局部支撐域的插值方法存在支撐域內(nèi)離散點(diǎn)缺失的問題。而壓力Poisson方程的求解需要Neumann或者Dirichlet邊界條件，因此如何準(zhǔn)確地施加邊界條件至關(guān)重要。本文提出了一種針對無網(wǎng)格方法中邊界條件處理的新方法，通過將原有Poisson方程轉(zhuǎn)化為弱形式的積...

基于參變量變分原理的納米孿晶結(jié)構(gòu)的各向異性Cosserat理論建模————作者：朱寶;孫豪;劉玥;

摘要：納米孿晶結(jié)構(gòu)金屬不僅得到實(shí)驗(yàn)證明具有優(yōu)異的強(qiáng)度，而且具有良好的延展性，是改善金屬強(qiáng)度-塑韌性倒置關(guān)系的重要途徑，體現(xiàn)出巨大的工程應(yīng)用價值。本文基于參變量變分原理，發(fā)展了三維各向異性Cosserat彈塑性分析的參數(shù)二次規(guī)劃算法，并且將該算法應(yīng)用于納米孿晶銅的數(shù)值建模模擬。通過引入孿晶與基體之間的特殊取向關(guān)系，建立了納米孿晶銅的各向異性Cosserat連續(xù)介質(zhì)模型。考慮到晶體取向不同而產(chǎn)生的各向異性效...

局部減薄缺陷圓柱殼受迫振動分析的辛方法————作者：賈菊芳;溫保崗;渠廣眾;張全全;孫家斌;

摘要：由于腐蝕等因素的作用，常會使壓力容器和管道等圓柱殼結(jié)構(gòu)的局部厚度有所減薄。局部減薄型缺陷是一種常見的體積型缺陷，此類結(jié)構(gòu)不可避免地會受到外界激勵而產(chǎn)生共振、失穩(wěn)等現(xiàn)象，因此，含局部減薄缺陷圓柱殼的動力學(xué)響應(yīng)解析分析對該類結(jié)構(gòu)的安全評估具有重要理論意義。現(xiàn)有的解析方法多為半逆法，需要事先假定試函數(shù)，而對于局部減薄圓柱殼模型，該試函數(shù)難以構(gòu)造。為解決上述問題，本文將辛方法引入含局部減薄缺陷的圓柱殼模型...

基于流管模型的流動擾動數(shù)值表征及流彈失穩(wěn)預(yù)測————作者：馮志鵬;齊歡歡;蔡逢春;

摘要：為了提升流管模型的預(yù)測能力和適用范圍，獲得能定量表征其眾多流動擾動參數(shù)的通用方法，通過理論推導(dǎo)建立經(jīng)典流管模型的動力學(xué)方程，基于二維流固耦合模擬發(fā)展流動擾動參數(shù)辨識方法，研究流管的面積分布、速度分布、壓力分布(均包括穩(wěn)態(tài)項、相位差、擾動項)規(guī)律，然后以相位差函數(shù)為例，將其數(shù)學(xué)表達(dá)式作為流管模型的基本輸入?yún)��?shù)進(jìn)行集成，預(yù)測管束結(jié)構(gòu)的流彈失穩(wěn)行為。結(jié)果表明，本文方法成功獲得了眾多流動擾動參數(shù)與曲線坐標(biāo)...

風(fēng)機(jī)塔筒流致振動的高精度數(shù)值模擬方法研究————作者：王柯欽;王志成;姜孝謨;

摘要：采用高精度譜元法模擬了雷諾數(shù)為1000條件下，圓柱長徑比為60,圓柱高度為計算域高度一半時流致振動的情況，采用坐標(biāo)變換法處理振動過程中邊界的移動問題。通過對圓柱發(fā)生和不發(fā)生流致振動的情況進(jìn)行模擬，得到了其表面的受力情況，通過快速傅里葉變換得到功率譜密度與頻率在高度方向上的關(guān)系。利用λ₂渦識別方法對流場漩渦分布進(jìn)行可視化處理。結(jié)果表明，不發(fā)生流致振動時受力在高度方向有一定對稱性...

單旋翼植保無人機(jī)下洗流場與噴藥霧滴分布研究————作者：李仁鳳;韓順凱;蘇毅;張翔;栗俊芬;

摘要：旋翼植保無人機(jī)在施藥作業(yè)過程中，霧滴的沉積分布與其旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的下洗氣流流場相互作用，直接影響藥液噴幅。本文通過建立單旋翼植保無人機(jī)三維計算流體動力學(xué)模型與霧滴噴霧分布模型，研究了單旋翼植保無人機(jī)下洗氣流流場分布及其在下洗流作用下的霧滴沉積分布規(guī)律。研究結(jié)果表明，旋翼在工作過程中產(chǎn)生了明顯的下洗氣流場，且隨著轉(zhuǎn)速的增加核心區(qū)域下洗氣流速度增大；隨著截面逐漸遠(yuǎn)離噴射位置，噴霧范圍逐漸擴(kuò)大，有效覆蓋面...

DeepSeek輔助計算結(jié)構(gòu)力學(xué)研究的可行性分析及探索————作者：閻軍;劉洪沅;王駿杰;蔣官儒;嚴(yán)梓睿;聶英豪;閻琨;

摘要：計算結(jié)構(gòu)力學(xué)是現(xiàn)代工程科學(xué)的核心支撐學(xué)科之一，但其專業(yè)門檻高、程序?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的特點(diǎn)，導(dǎo)致研究者需投入大量時間進(jìn)行前期知識儲備與算法開發(fā)訓(xùn)練。大語言模型的語義解析、知識整合、代碼生成與算法推導(dǎo)等能力，為破解上述問題提供了一種范式革新的技術(shù)路徑。基于此，本文針對DeepSeek-R1大語言模型輔助計算結(jié)構(gòu)力學(xué)研究的可行性與局限性開展了評估分析。首先以有限元聚類分析這一新興計算結(jié)構(gòu)力學(xué)方法為研究對象，測試...

傳統(tǒng)熱力耦合計算方法與ABAQUS直接熱力耦合對比研究————作者：蘇雨茹;王鑫;李志輝;柳治輝;馬強(qiáng);

摘要：準(zhǔn)確預(yù)測航天器結(jié)構(gòu)在強(qiáng)氣動力/熱環(huán)境下的結(jié)構(gòu)熱力耦合響應(yīng)，對于航天器壽命末期隕落再入過程分析及再入軌跡預(yù)報等十分關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)熱力耦合響應(yīng)分析方面，不僅有學(xué)者們基于各種假設(shè)提出的有限元模擬方法，而且熱力耦合計算模塊已嵌入很多大型商業(yè)軟件，然而條件假設(shè)和控制方程的不明確，導(dǎo)致無法確定商軟計算結(jié)果的準(zhǔn)確性和其適用性。本文對動態(tài)熱力耦合基本控制方程進(jìn)行了梳理，對其熱傳導(dǎo)方程中的耦合項和采用的假設(shè)進(jìn)行了詳細(xì)分...

拉瓦爾噴管流固耦合換熱效率研究————作者：楊凱;唐丹娜;畢聰;王則皓;湯海斌;

摘要：開展熱端部件冷卻換熱設(shè)計是提升航天發(fā)動機(jī)耐溫性能的關(guān)鍵。面向發(fā)動機(jī)拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)，本文基于計算流體力學(xué)，開展不同截面形貌(圓形、扇形、矩形)及不同螺旋排布(無螺旋、前置螺旋、全螺旋)的冷卻流道組合設(shè)計研究，探索冷卻換熱設(shè)計新方式。數(shù)值仿真表明，相較于無冷卻流道的尾噴管出口端面溫度，含冷卻流道的尾噴管出口端面溫度存在明顯下降；相比于圓形和扇形截面，矩形截面冷卻流道的尾噴管冷卻效率最高，出口端面平均溫...

基于LS-DYNA的火箭發(fā)動機(jī)噴管流場數(shù)值模擬與驗(yàn)證————作者：王億明;周柯江;張東東;范書立;李京杰;

摘要：為了探究火箭發(fā)動機(jī)噴管的流場特性以及速度變化趨勢，采用了LS-DYNA軟件中CE/SE求解器，驗(yàn)證了來自于NPARC驗(yàn)證與確認(rèn)算例庫中的超聲速軸對稱噴管(收縮-擴(kuò)張型噴管)的相關(guān)參數(shù)。本文試驗(yàn)媒介為空氣，在噴管馬赫數(shù)為2.22完全膨脹的情況下，對噴管中心線速度和中心線上各點(diǎn)處的截面速度進(jìn)行了數(shù)值模擬，并將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對比。結(jié)果表明，CE/SE方法能夠較好地預(yù)測噴管內(nèi)的流動分布和關(guān)鍵參數(shù)，其計...

基于概率地震需求模型與Beta-二項分布的建筑結(jié)構(gòu)預(yù)測地震易損性研究————作者：徐陽冰;劉驍驍;彭澤靖;吳子燕;司建輝;

摘要：傳統(tǒng)地震易損性模型忽略地震激勵和結(jié)構(gòu)物理參數(shù)等隨機(jī)不確定性導(dǎo)致的響應(yīng)統(tǒng)計相關(guān)性影響，從而過高評估了結(jié)構(gòu)的抗震性能。為此，提出了基于概率地震需求模型與β-二項分布的貝葉斯預(yù)測地震易損性研究方法。首先，采用線性對數(shù)回歸概率地震需求模型建立工程需求參數(shù)與地震強(qiáng)度指標(biāo)的函數(shù)映射關(guān)系。其次，采用β-二項分布得到考慮響應(yīng)統(tǒng)計相關(guān)性的模型參數(shù)，再通過β-二項分布累積分布函數(shù)計算結(jié)構(gòu)的失效概率，基于貝葉斯更新定理...

基于變分法的桁架結(jié)構(gòu)尺寸及形狀優(yōu)化方法————作者：武文杰;聶祺;李欣玨;徐京;顏蘭;傅向榮;

摘要：在實(shí)際工程中，對桁架結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀進(jìn)行合理優(yōu)化，可以充分發(fā)揮材料性能，提高結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度和可靠性。本文提出了利用變分法并結(jié)合桁架結(jié)構(gòu)位移求解方程建立位移泛函，推導(dǎo)出兩類變分優(yōu)化方法。以桁架結(jié)構(gòu)中結(jié)點(diǎn)位置和桿件截面面積為設(shè)計變量，用鋼量為約束條件，指定結(jié)點(diǎn)位移為目標(biāo)函數(shù)，對防屈曲桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行尺寸和形狀優(yōu)化。與有限元軟件優(yōu)化計算進(jìn)行對比，本文方法不需要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行多次重復(fù)計算，可以更快得到優(yōu)化解，并且...

基于TPMS胞元的相變-金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)散熱拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計————作者：盛子璐;張桂涌;王浥晨;王亞光;

摘要：隨著電子器件向小型化和多功能化方向的發(fā)展，結(jié)構(gòu)的散熱需求迅速增加。相變材料在相變過程中能夠吸收大量熱量，改善溫度調(diào)控效果，但其較低的導(dǎo)熱率限制了應(yīng)用范圍。為此，本文基于三重周期最小曲面（TPMS）單胞，分析其等效屬性與金屬骨架體積分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上提出了宏微觀雙尺度優(yōu)化設(shè)計方法。通過密度法，以最小化熱柔度為目標(biāo)，對金屬骨架的體積分?jǐn)?shù)分布進(jìn)行優(yōu)化。數(shù)值結(jié)果表明，與相同金屬用量的翅片結(jié)構(gòu)相比...

初始條件對大變形殼裂紋擴(kuò)展路徑的影響研究————作者：齊澤宇;李沂潞;鄭國君;

摘要：近場動力學(xué)理論采用非局部作用原理，可進(jìn)行結(jié)構(gòu)裂紋擴(kuò)展動態(tài)過程的高精度模擬。本研究旨在探究在特定初始條件下大變形殼裂紋的擴(kuò)展路徑。為了克服傳統(tǒng)的近場動力學(xué)模型在探討不同初始條件下的裂紋擴(kuò)展特性存在的局限性，本文基于改進(jìn)的微梁鍵幾何非線性近場動力學(xué)殼模型，通過與傳統(tǒng)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的耦合運(yùn)算進(jìn)行仿真。在驗(yàn)證了改進(jìn)后的模型的有效性后，深入研究了在不同材料特性，載荷特性和預(yù)制裂紋參數(shù)對裂紋擴(kuò)展的影響

多工況變幅疲勞荷載下橡膠裂紋長度的加速算法研究————作者：吳子恒;陳鵬書;李子然;時子程;汪洋;

摘要：對于橡膠材料使用開裂能密度法計算多工況變幅疲勞載荷下的裂紋擴(kuò)展問題，需要計算給定初始裂紋長度與循環(huán)周次時的裂紋擴(kuò)展長度。傳統(tǒng)的逐步積分法計算效率過低，需要劃分大量增量步才能準(zhǔn)確計算數(shù)值積分。本文將Miner法則與逐步積分法相結(jié)合，提出了一種隱式迭代法。理論分析與實(shí)例數(shù)值計算均表明，與逐步積分法相比，該方法可有效提高裂紋擴(kuò)展長度的計算效率。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了多工況變幅疲勞荷載作用下裂紋擴(kuò)展長度與各工況...

FGM圓柱管自由振動的微分求積法研究————作者：劉世君;曹玖銀;李思燃;葛仁余;

摘要：論文運(yùn)用微分求積法（DQM）分析了功能梯度材料（FGM）圓柱管固有頻率及其隨著材料參數(shù)和幾何參數(shù)的變化規(guī)律。首先基于高階梁理論模型，建立以FGM圓柱管固有頻率為特征值、撓度和轉(zhuǎn)角為特征函數(shù)的常微分方程組，然后，采用微分求積法將常微分方程組特征值問題轉(zhuǎn)化為廣義代數(shù)方程組特征值問題求解，最后，由正交三角分解法（QR）可以一次性地計算出FGM圓柱管前若干階固有頻率及其相應(yīng)的振型函數(shù)。通過具體算例分析對比...

一種基于拓?fù)涔羌芊植嫉淖咏Y(jié)構(gòu)劃分方法————作者：馬秉新;杜文風(fēng);王超;高博青;董石麟;

摘要：基于傳統(tǒng)子結(jié)構(gòu)劃分的拓?fù)鋬?yōu)化方法有利于解決工程結(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)果材料富集、布局不合理的問題，但其子結(jié)構(gòu)劃分過于依賴設(shè)計者的經(jīng)驗(yàn)和嘗試，耗時費(fèi)力效率低。為此，本文提出一種基于拓?fù)涔羌芊植嫉淖咏Y(jié)構(gòu)劃分方法，可以快速獲得布局合理的子結(jié)構(gòu)劃分。該方法首先通過拓?fù)鋬?yōu)化計算得到設(shè)計區(qū)域的骨架分布，然后將骨架分布映射至原始工程結(jié)構(gòu)指導(dǎo)子結(jié)構(gòu)的劃分，將可設(shè)計區(qū)域劃分為骨架子結(jié)構(gòu)與其它次要子結(jié)構(gòu)，最后使骨架子結(jié)構(gòu)與其它次...

基于內(nèi)聚力單元的聚合物礦物復(fù)合材料損傷失效行為有限元分析————作者：生培瑤;孫偉;王俊迪;李想;

摘要：聚合物礦物復(fù)合材料作為一種非均質(zhì)顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料，其細(xì)觀結(jié)構(gòu)和各組分性能都會對宏觀性能產(chǎn)生影響。然而現(xiàn)有的細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型忽略了非凸顆粒的存在，且多針對骨料不發(fā)生斷裂的水泥基混凝土。本文建立了擬實(shí)的細(xì)觀結(jié)構(gòu)有限元模型，全局預(yù)插入內(nèi)聚力單元，對聚合物礦物復(fù)合材料斷裂行為進(jìn)行了深入的研究。研究表明，當(dāng)界面過渡區(qū)與基體抗拉強(qiáng)度之比σ_ITZ/σ_m從0.125增加到0...

圓形介電彈性體薄膜作動器的粘彈性力電穩(wěn)定性研究————作者：繆廣紅;袁成;楚翔宇;李順;

摘要：為分析圓形介電彈性體薄膜作動器在恒定電壓和外力共同作用下的粘彈性力電行為。本文基于非平衡熱力學(xué)原理，結(jié)合了非線性耗散電介質(zhì)理論，以及Gent模型和粘彈性特性，建立了適用于圓形介電彈性體薄膜作動器的數(shù)學(xué)模型。通過應(yīng)用打靶法和改進(jìn)歐拉法對模型進(jìn)行數(shù)值求解，并依據(jù)力電不穩(wěn)定性發(fā)生的臨界條件，對不同電壓條件下圓形介電彈性體薄膜的力電響應(yīng)進(jìn)行了模擬。研究結(jié)果揭示了電壓對圓形介電彈性體薄膜力電響應(yīng)特性的顯著影...

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