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机构

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13 篇 大连理工大学
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5 篇 湖南大学
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5 篇 北京理工大学
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4 篇 苏州大学
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4 篇 中山大学
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作者

14 篇 徐绯
10 篇 刘立胜
9 篇 王东东
8 篇 刘齐文
8 篇 段庆林
8 篇 赖欣
7 篇 杨扬
7 篇 张雄
6 篇 胡德安
6 篇 王璐
6 篇 傅卓佳
5 篇 干涌
5 篇 刘谋斌
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4 篇 邵玉龙
4 篇 路胜卓
4 篇 张阿漫
4 篇 孙鹏楠
4 篇 高欣
4 篇 师亚琴

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微型涡流发生器对于一种无人机机翼气动特性影响的格子玻尔兹曼法研究

微型涡流发生器对于一种无人机机翼气动特性影响的格子玻尔兹曼法...

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无网格粒子类方法进展与应用研讨会

作者：张子琛 M.Chavez 蔡创 Universidad Politecnica de Madrid 西北工业大学

以微型涡流发生器为代表的被动流动控制方法因其固有的简便性和有效性满足了现在飞行器增升的实际需求。这篇文章通过数值模拟主要讨论了安装微型涡流发生器前后空气动力学系数的变化和流动形态的分析。数值方法主要依赖XFlow提供的多... 详细信息

以微型涡流发生器为代表的被动流动控制方法因其固有的简便性和有效性满足了现在飞行器增升的实际需求。这篇文章通过数值模拟主要讨论了安装微型涡流发生器前后空气动力学系数的变化和流动形态的分析。数值方法主要依赖XFlow提供的多松弛时间玻尔兹曼法以及模拟湍流的大涡模拟。XFlow所得到的升力系数曲线与其它传统CFD仿真以及实验结果符合较好。并且,通过观察来流方向的速度图和速度矢量图可以分析出接近失速时流动分离区域的突变导致了升力系数的大幅改变。机翼面分布速度云图以及速度曲线表明了湍流的增强以及扩大和壁面诱导失速单元导致了升力的减少,而随着攻角增大而增大并靠近涡流发生器的分离涡使得涡流发生器的效果更加显著。通过速度矢量分布图则可以看出机翼的中心剖面上有两个转向相反的分离涡而涡流发生器可以改变两个涡的转向并使得流体可以从更高的气流中获取能量从而使得流动再次附着。摩擦系数曲线以及涡强的等值面证明了在发生器的两个上棱处涡强最强而且随着来流速度的增大侧面以及尾流的涡强会逐渐增大。

关键词：格子玻尔兹曼法微型涡流发生器增升装置.

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热传导及重结晶影响下的物质点法钛合金高速切削数值模拟技术研究

热传导及重结晶影响下的物质点法钛合金高速切削数值模拟技术研究

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无网格粒子类方法进展与应用研讨会

作者：谷骁勇董春迎程坦北京理工大学宇航学院力学系河南城建学院土木工程学院河南城建学院电气与信息工程学院

Ti6A14V钛合金由于耐热性高、比刚度、比强度高以及抗腐蚀性能强等诸多优点而被广泛应用于航空、航天、海洋和汽车等领域。钛合金高速切削加工过程中涉及到高应变率、高速、大变形、高温差以及复杂的相变过程,因此对于钛合金高速切削加... 详细信息

Ti6A14V钛合金由于耐热性高、比刚度、比强度高以及抗腐蚀性能强等诸多优点而被广泛应用于航空、航天、海洋和汽车等领域。钛合金高速切削加工过程中涉及到高应变率、高速、大变形、高温差以及复杂的相变过程,因此对于钛合金高速切削加工中的力学过程很难进行精确的解析计算,目前多停留在有限元法计算阶段。常规的拉格朗日有限元法在高速切削数值模拟过程中常遇到网格严重扭曲和畸变的情况,这将使得计算步长过小或者出现单元负体积现象,并导致计算工作量大增,甚至造成计算终止。在有限元法中如果人为限制单元网格的变形程度将影响到计算结果的精确度,甚至使计算结果失真。为了克服有限元法在计算过程中出现的网格畸变的弱点,近几年来国际上许多著名的计算力学学者发展了无网格方法。质点类无网格法不存在数值模拟过程中的网格畸变问题,其中光滑粒子质点法SPH（Smoothed Particle Hydrodynamics）和物质点法MPM（Material Point Method）已经在诸多工程领域获得了广泛的应用。物质点法（MPM）具有欧拉法与拉格朗日法的优点,其在固体力学的高应变率、高速和大变形等数值模拟方面更是得到了非常成功的应用,非常有利于模拟计算高速切削过程。本文在物质点（MPM）接触算法基础上,开发出包含热传导计算的物质点算法程序和相变计算的物质点算法程序,结合修正的Johnson-Cook热粘塑性本构模型对钛合金高速切削过程进行数值模拟,并将不同切削厚度与不同切削速度情况下的数值模拟结果与实验数据进行对比和讨论,发现二者基本吻合,从而证实在考虑热传导及重结晶影响下利用物质点法对高速切削进行数值模拟的有效性。

关键词：高速切削物质点法动态重结晶瞬态热传导

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从边界元研究切身体验数值方法研究的误区

从边界元研究切身体验数值方法研究的误区

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无网格粒子类方法进展与应用研讨会

作者：姚振汉清华大学航天航空学院

从1979年进入边界元法研究领域以来,亲身体验边界元法研究在深度广度上的进展,但在工程应用领域却越来越被边缘化。探究其原因,发现边界元法文献中通常将结果与简单问题的解析解或有限元法的数值解相比较,通过结果吻合来验证自身方法的... 详细信息

从1979年进入边界元法研究领域以来,亲身体验边界元法研究在深度广度上的进展,但在工程应用领域却越来越被边缘化。探究其原因,发现边界元法文献中通常将结果与简单问题的解析解或有限元法的数值解相比较,通过结果吻合来验证自身方法的有效性和精度。于是,从工程应用来看既然结果吻合,当然就用已经熟悉的有限元法就行了;而从边界元法来说,虽然高精度是本身固有的优势,但如果某种复杂问题没有可靠的有限元解来做比较,对自身结果也似乎缺乏自信了。为了摆脱在精度验证中对于其他方法的依赖,并充分发挥边界元法高精度的优势,近年来,作者从误差分析开始,以真实梁板壳局部应力分析为突破点,开始了一种新的高精度边界元法和引入快速算法的高性能边界元法的研究。在高精度边界元法的研究中,通过严格控制计算误差,才能切实保证对于一系列简单问题得到高精度的数值解。但对于复杂问题,还需要通过网格细分,减小离散误差,才能得到满意的收敛解。如果是工程实际问题,涉及一些待定的模型参数,必须在得到初始模型的满意收敛解之后再与实验结果比较,才能通过调整参数得到实际问题的可靠数值解。而在工程数值方法的文献中,许多只是通过少数简单的考题来验证方法的有效性、精度与效率,并对不同方法进行比较。这样的验证是不充分的,比较也是不全面的。往往对于离散误差没有很好加以考核。还可以看到一些复杂形状区域的考题,给定了对应于简单场分布的边界条件降低了问题的复杂度。通过这样考核的方法在遇到同样形状区域、实际边界条件的问题时,将不一定能够胜任。从边界元法来看,有大量实例表明:通过简单算例来获得的对于核函数与形函数乘积在单元上积分的积分精度的认识,远没有考虑到一些复杂问题有效分析模型中保证积分精度的难度;对于复杂的局部应力分析问题必须在误差指示指导下网格细分,才能得到满意的收敛解;对于大规模问题,还必须严格控制快速算法的附加计算误差。

关键词：积分精度网格细分数值方法元研究

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侵爆效应近远区的变形特征

侵爆效应近远区的变形特征

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无网格粒子类方法进展与应用研讨会

作者：杨秀敏工程兵科研四所

常规武器打击目标时,侵彻和爆炸效应(简称侵爆效应)是主要的毁伤因素。在弹着点近区,作用载荷幅值远超材料强度,如对岩石,弹靶界面在吉帕(GPa)量级;爆炸接触界面在十吉帕(10GPa)量级,而混凝土、岩石类目标材料强度大多为数十兆帕(10MPa)... 详细信息

常规武器打击目标时,侵彻和爆炸效应(简称侵爆效应)是主要的毁伤因素。在弹着点近区,作用载荷幅值远超材料强度,如对岩石,弹靶界面在吉帕(GPa)量级;爆炸接触界面在十吉帕(10GPa)量级,而混凝土、岩石类目标材料强度大多为数十兆帕(10MPa),相差了两到三个数量级;作用时间极短,2000磅钻地弹,侵彻硬目标侵彻过程时间不过20ms,即使当量最大的30000磅钻地弹,侵彻过程也不过50ms;而爆轰过程则更短,在μs量级。从宏观现象上看,侵爆作用附近材料完全被粉碎,甚至融化;随着离作用面距离的增加,破坏程度递减,依次呈现:粉末、小颗粒、小碎块和大碎块,对应着空腔、体积压碎区、剪切破坏区和拉伸破坏区;应力波传播至自由面,反射拉伸波还将造成层裂破坏。从物态性能上看,近区材料大畸变特征十分突出,相邻质点之间发生错动甚至飞散,是典型的非线性问题,需要采用流体弹塑性模型描述,对岩石类多孔材料还须考虑体积变形过程加卸载走不同路径而造成的压实效应;而弹着点远区,作用载荷大幅减小,采用弹塑性模型就足以描述,但须考虑材料屈服开裂及重复加载时损伤累积等。对于节理裂隙发育的岩体,还须考虑非均匀性对侵彻弹道的影响,构建天然岩体的空间块体模型可有效解决这一问题。从数学物理来看,研究侵爆效应,最终是求解含有爆炸激波间断、弹靶相互作用、材料大变形甚至破碎的非线性方程组。理论分析只有极少理想条件下才可获得解析解;现场试验与数值模拟相结合,已成为主要研究手段,其中尤以数值模拟发展最快,各类算法层出不穷,软件日新月异。从计算技术来看,侵爆效应求解涉及到诸多方面,如物质空间的网格处理、材料变形的物态描述、侵爆效应的连续求解、海量数据的快速运算等。其中关键是选择合适的畸变网格处理方法,不同的网格畸变处理技术都有与之相协调的具体数值算法,完整地描述侵爆效应近远区的变形特征,必须综合各种方法的长处。无网格方法因无网格依赖性,便于处理含有复杂界面、激波、相变、任意方向扩展的裂纹等不连续边界问题,弥补了有网格算法的缺陷;且便于开发出简单、通用性较强的软件系统;近年,以SPH和MPM为代表的无网格方法在武器效应近区计算中得到广泛了应用。但无网格方法在低压区域的精度和效率相对低,因而远区多采用物质界面清晰的拉格朗日型有网格方法(如有限元法)。

关键词：武器效应侵彻爆炸变形特征数值模拟

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可变Horzion的对偶域近场动力分析法及应用

可变Horzion的对偶域近场动力分析法及应用

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无网格粒子类方法进展与应用研讨会

作者：任辉龙庄晓莹蔡永昌 Timon Rabczuk Institute of Structural Mechanics Bauhaus University Weimar Institute of Continuum Mechanics Leibniz University Hannover 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系

近场动力学(Peridynamics)是由Silling在2000年左右提出的全新的分析连续介质破坏的体论体系,由于近场动力学采用积分形式,对非破坏区和破坏区采用统一的控制方程,材料的断裂是模拟的自然结果,因此无需像无网格法或扩展有限元在模型中... 详细信息

近场动力学(Peridynamics)是由Silling在2000年左右提出的全新的分析连续介质破坏的体论体系,由于近场动力学采用积分形式,对非破坏区和破坏区采用统一的控制方程,材料的断裂是模拟的自然结果,因此无需像无网格法或扩展有限元在模型中预先在试探函数内置断裂能量模型。近场动力学可以处理复杂裂纹无需额外的几何处理,如裂纹分叉和贯通,且二维分析方法可轻易推广到三维。然而,传统的近场动力学要求整个求解域须采用统一的近场域(Horizon)尺寸,若采用不同近场域尺寸将导致虚假应力波的产生,无法正确求解问题。统一的近场域尺寸这一限制,使得近场动力学在多尺度分析、多材料问题和自适应分析等问题上的应用受到限制,降低其实用价值。为了解决上述问题,本文提出了一种对偶域的概念,将颗粒之间互相施加作用力和反用力的近场域分离,从而解决了变近场域引起的虚假应力问题。该方法实施简单,无需外加引入"切片"或"应力增量张量"方法来,并可在已有的传统近场动力分析代码上实现。首先,我们推导了bond based对偶域近场动力分析法。在此基础上进一步推导了non ordinary stated based和ordinary state based的对偶域近场动力方法。通过证明揭示对偶域近场动力分析法满足线性动量守恒、角动量守恒,我们还推导出经典的近场动力分析法可视为本方法的一种特例,即近场域和对偶域完全重合。最后,我们通过算例测试了本文方法对二维、三维问题的准确性和有效性,并进一步拓展到自适应、多材料和复合材料分析中。

关键词：近场动力学对偶域虚假应力反射断裂多相材料守恒律

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纤维增强层合板冲击损伤的近场动力学模拟

纤维增强层合板冲击损伤的近场动力学模拟

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无网格粒子类方法进展与应用研讨会

作者：孙朝阳黄再兴王富伟南京航空航天大学机械结构力学与控制国家重点实验室北方民族大学机电工程学院

本文以近场动力学理论的PMB材料本构为基础,结合粘弹性力学中的Kelvin-Voigt模型,通过引入纤维键、基体键以及层间键,建立了纤维增强复合材料层合板的PD率效应本构模型。利用该模型,在LAMMPS软件平台上对各向同性环氧树脂板、纤维增强... 详细信息

本文以近场动力学理论的PMB材料本构为基础,结合粘弹性力学中的Kelvin-Voigt模型,通过引入纤维键、基体键以及层间键,建立了纤维增强复合材料层合板的PD率效应本构模型。利用该模型,在LAMMPS软件平台上对各向同性环氧树脂板、纤维增强复合材料单层板和层合板受冲击的情况进行了仿真模拟,计算结果表明:(1)随着冲击速度的不断增大,层合板的上下表面的损伤呈现出一种先增大后减小的趋势;整体上,上表面损伤面积在较低速大于下表面损伤面积,直到峰值点后,发生贯穿效应,下表面损伤开始大于上表面损伤。(2)在低速冲击中,几何形状与边界约束对于复合材料板的冲击损伤影响很大,而在高速冲击中,它们对于复合材料板的冲击损伤影响减小。(3)层合板在高速冲击损伤的进程中最先形成下表面损伤,然后形成不规则圆台形损伤区域,并伴随上表面边缘损伤的萌生与发展;当不规则损伤区域破碎并脱离主板后,主板中由于弹性波的存在仍会形成新的损伤。

关键词：近场动力学冲击损伤层合板纤维增强复合材料.

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基于近场动力学方法的水力压裂过程数值模拟

基于近场动力学方法的水力压裂过程数值模拟

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无网格粒子类方法进展与应用研讨会

作者：吴凡李书卉段庆林大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室

近些年,页岩气的开采引发了全世界的广泛关注。然而,由于页岩的致密性,页岩气被困于页岩体内难以逸出。目前,水力压裂是最为有效的页岩气开采技术,它以压裂液注入页岩气井中,通过高强度水压来压裂岩石,从而使得页岩气能通过裂缝从井中... 详细信息

近些年,页岩气的开采引发了全世界的广泛关注。然而,由于页岩的致密性,页岩气被困于页岩体内难以逸出。目前,水力压裂是最为有效的页岩气开采技术,它以压裂液注入页岩气井中,通过高强度水压来压裂岩石,从而使得页岩气能通过裂缝从井中析出。对于水力压裂过程实施准确的数值模拟不仅有助于深入理解各工艺参数的作用机理,还能通过有效的数值预测给出最优的工艺参数配置,可显著降低生产成本和提高经济效益。然而,由于涉及多裂纹甚至海量裂纹的萌生、扩展、分叉和联合,传统模拟裂纹扩展的数值方法如扩展有限元法等难以对该问题实施有效的数值模拟。近场动力学方法作为一种新兴的基于非局部模型描述材料特性的数值计算方法,以积分方程替代传统微分方程,在连续与不连续处均成立,因此对于裂纹不需要做额外的特殊处理。这使得它对于模拟多裂纹尤其是海量裂纹问题具有强大优势,并己被诸多学者的研究所论证。本文将采用近场动力学方法模拟页岩水力压裂过程,并依据模拟结果揭示水力压裂中各工艺参数的影响机理,如初始裂纹,水平井排布,地应力等。

关键词：水力压裂近场动力学裂纹扩展多裂纹水平井

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On the stability of the moving least squares approximation and the element-free Galerkin method

On the stability of the moving least squares approximation a...

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无网格粒子类方法进展与应用研讨会

作者：李小林 College of Mathematics Science Chongqing Normal University

In this report,the stability of the moving least squares(MLS)approximation is *** is shown that the stability deteriorates severely as the nodal spacing ***,a stabilized MLS approximation is *** stability and error estimates of the stabilized MLS approximation are derived theoretically and verified *** stabilized MLS approximation is further introduced into the element-free Galerkin(EFG)method to produce a stabilized EFG *** analysis of the stabilized EFG method is provided for boundary value problems with mixed boundary *** examples are finally given to demonstrate the theoretical results.

关键词： Meshless Stability Moving least squares approximation Element-free Galerkin method Error estimate

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Extended material point method for crack and fracture parameters

Extended material point method for crack and fracture parame...

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无网格粒子类方法进展与应用研讨会

作者： Yong liang Xiong Zhang School of Aerospace Engineering Tsinghua University

An additional feature for modelling cracks in Material Point Method（MPM）is *** new method,called extended Material Point Method（XMPM）,enriches the nodal degree of freedom based on the idea of extended Finite Element Method（XFEM）.This technique allows the crack problem,which are displacement and velocity discontinuous,to be simulated by only one set of background grid mesh,and so multigrid or multiple velocity fields is not *** easily tracking the crack surface,Level Set Method（LSM）is introduced in MPM *** crack moves with the material points physically and the LSM function value is mapped to the grid nodes from particles in each time step,which finds the nodes to be enriched *** experiments for stress fields distribution and fracture parameters calculation are provided to demonstrate the accuracy of *** the results agree well with analytical solutions and that of other numerical *** is developed for two-dimensional applications but it will be easily extended to three-dimension.

关键词： Extended material point method Crack Level set method J integral Stress intensity factor

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行车荷载作用下高速软土路基的沉降的BEM计算

行车荷载作用下高速软土路基的沉降的BEM计算

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无网格粒子类方法进展与应用研讨会

作者：丁伯阳浙江大学城市学院

近年,饱和软土高速路基行车后的沉降,引起过多起严重事故。虽然行车荷载对饱和土路基作用的动力响应有过不少研究,但一直没认识到行车（移动）荷载作用使饱和土产生变形的主要原因。有如,大量模拟行车作用的不同形态的循环加载,结果却表... 详细信息

近年,饱和软土高速路基行车后的沉降,引起过多起严重事故。虽然行车荷载对饱和土路基作用的动力响应有过不少研究,但一直没认识到行车（移动）荷载作用使饱和土产生变形的主要原因。有如,大量模拟行车作用的不同形态的循环加载,结果却表明:加载不会引起任何明显的累积应变。另外,立足于"Mach效应"讨论的数学力学反应演绎,常因高速公路行驶限速100～120 km/h（28～33m/s）,远小于软土中的S波或R波速度（70～90m/s）而作罢。至于有关的主应力轴旋转的原因,也因不能区别行车状态与其他状态发生的区别而不能继续深入。作为现代土力学的奠基,Terzaghi的饱和软土的固结沉降研究是从排水分析开始。对于饱和土动力作用:打桩会冒水,砂土受地震作用液化也喷砂冒水,"振冲"处理地基时也有大量排水;会有较大的沉降（固结）。对于行车作用的饱和软土由于渗透系数小,排水固结需要较长时间。作者等人曾由Kupradze（1979）方程解的理论,解耦了力源Biot动力方程的组合纵波,求得了快,慢纵波解耦的时域,频域Stokes状态的u-p基本解答。对于以速度V沿X轴运动的移动源,在到达的位置X时对参照点（原点）力,源影响的,显示了Doppler效应的Green函数g（X/V;t）也己求得解答,可利用上述基本解答,再通过BEM表象积分能够得到半空间表面位移,孔压,应力和排水的解答。过去的文献从未有过这方面的讨论,因而作者特别阐述了荷载移动在接近和离开参照点时,由于Doppler效应对介质孔压的不同影响,从而导致对饱和土固结排水的的影响,进而对沉降的影响。结合Terzaghi固结方程作者完成车载对这些沉降影响数理计算,它们是迄今移动源速度对饱和土路基固结沉降定量影响评估的唯一描述。根据以上推导作者指出:行车荷载靠近与离开参照点时,由于Doppler效应造成的孔压差是饱和土路基排水固结的重要原因。它也只是在BEM下才能完成的算例。今天高速交通飞快发展,且日益繁忙。作者相信相关论述将有益于饱和土路基动力反应计算与评估,能够作为饱和软土高速路基设计依据,防止事故的发生。

关键词：行车荷载高速饱和土路基沉降 Doppler效应 BEM计算

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