检索结果-内蒙古大学图书馆

固体力学学报 2011年第2期32卷 109-118页

作者：张洪武吴敬凯付振东大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室运载工程与力学学部工程力学系大连116024

论文提出一种周期性点阵桁架材料力学性能分析的新的多尺度方法.方法的主要思想是通过数值构造能反映周期性桁架材料单胞内部非均质性的多尺度基函数,从而在大尺度上求得单胞的等效刚度阵,大大减小了模型计算量.通过引入基函数的耦合附... 详细信息

论文提出一种周期性点阵桁架材料力学性能分析的新的多尺度方法.方法的主要思想是通过数值构造能反映周期性桁架材料单胞内部非均质性的多尺度基函数,从而在大尺度上求得单胞的等效刚度阵,大大减小了模型计算量.通过引入基函数的耦合附加项,以考虑多维矢量场问题不同方向间的耦合作用.数值研究表明,采用线性边界条件构造基函数有时会产生较强的边界效应,而超样本技术的振荡边界和周期性边界条件能很大程度地减少单胞边界强制变形产生的误差.特别是对于非均质特征尺度跟宏观单元尺度相近的单胞,论文提出的周期性边界条件具有很好的效果.所提出的方法的优点是,在所构造的多尺度有限元法的基础上,能较容易地进行降尺度计算,较准确地得到单胞内部小尺度上的应力应变信息,为材料强度分析的多尺度计算打下基础.

关键词：多尺度计算方法桁架材料降尺度计算基函数

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含液闭孔蜂窝材料与结构几何非线性多尺度计算方法研究

含液闭孔蜂窝材料与结构几何非线性多尺度计算方法研究

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中国力学大会-2015

作者：吕军张洪武高效伟大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连理工大学航空航天学院大连理工大学工程力学系

针对仿生植物含液闭孔蜂窝材料与结构的非线性力学行丸开展了其几何非线性多尺度数值计算方法研究.建立了含液闭孔多孔材料以闭合液体腔中液压为驱动力的几何非线性行为多尺度计算模型.针对该类型含液蜂窝材料与结构中的各微结构具有不... 详细信息

针对仿生植物含液闭孔蜂窝材料与结构的非线性力学行丸开展了其几何非线性多尺度数值计算方法研究.建立了含液闭孔多孔材料以闭合液体腔中液压为驱动力的几何非线性行为多尺度计算模型.针对该类型含液蜂窝材料与结构中的各微结构具有不规则多边形的特征,进一步开展了基于非规则多边形粗网格单元的非线性多尺度有限元方法.

关键词：多尺度计算方法几何非线性

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周期边界条件的非线性偏微分方程的小波多尺度计算方法

周期边界条件的非线性偏微分方程的小波多尺度计算方法

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中国力学大会——2013

作者：周俊周又和兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室土木工程与力学学院

针对具有周期边界条件的非线性偏微分方程,基于插值尺度函数给出了自动满足周期条件的多尺度小波近似解表达式,进一步,将方程中的非线性项也展开为小波多尺度表达式。基于此,结合小波多尺度分解、重构建立了求解非线性偏微分方程周期边... 详细信息

针对具有周期边界条件的非线性偏微分方程,基于插值尺度函数给出了自动满足周期条件的多尺度小波近似解表达式,进一步,将方程中的非线性项也展开为小波多尺度表达式。基于此,结合小波多尺度分解、重构建立了求解非线性偏微分方程周期边值问题的自适应多尺度小波配点方法、小波Galerkin方法以及网格自适应算法。为验证方法的有效性以及计算效率,在数值实验中,对于具有周期条件的一维非线性Burgers方程以及KDV方程进

关键词：非线性偏微分方程周期边界条件多尺度计算方法

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非线性偏微分方程的自适应与多尺度计算方法

非线性偏微分方程的自适应与多尺度计算方法

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作者：陈志明中国科学院数学与系统科学研究院

该项目属计算数学基础研究领域。偏微分方程的自适应计算方法是计算数学和科学计算的重要研究领域。自适应有限元方法根据有限元后验误差估计自动调整网格，是一类具有最优计算复杂性的计算方法，具有重要的科学意义和实用价值。1995年... 详细信息

标准号: 1001090003

该项目属计算数学基础研究领域。偏微分方程的自适应计算方法是计算数学和科学计算的重要研究领域。自适应有限元方法根据有限元后验误差估计自动调整网格，是一类具有最优计算复杂性的计算方法，具有重要的科学意义和实用价值。1995年以来陈志明在超导数学模型、波动散射问题、非线性对流扩散问题的后验误差分析和自适应方法的系统研究中取得多项国际领先成果。2001年针对Ginzburg-Landau超导数学模型，引入了非线性偏微分方程组有限元后验误差分析对偶论证的新方法，被德国和英国学者在2003年出版的专著全文引述；2003年以来提出和发展了波动散射问题的自适应PML(Perfectly Matched Layer完全匹配层)方法，该方法克服了传统经验性方法的缺点，利用严格的后验误差估计来确定PML层的厚度和PML吸收系数，并利用网格自适应方法来求解PML方程，成功解决了PML方法应用中的参数选取问题，自适应PML方法是波动散射问题在有限元框架下具有最优计算复杂性的一个完整算法；2005年发表了非线性对流扩散问题自适应计算的创新性工作，该工作利用“边界层序列”技巧，将非线性守恒律方程著名的Kruzkov技巧推广到带有边界条件的双曲抛物耦合的非线性方程上，成功地得到丰满的L^1后验误差估计，基于后验误差估计，构造了具有最优计算复杂性的自适应线方法。非均匀多孔介质中流动问题在油藏模拟、环境科学中具有广泛应用，这类问题计算的本质困难在于地质构造的非均匀多尺度性。1999年以来陈志明从研究偏微分方程解多尺度性质的数学刻画入手，在保持质量守恒的多尺度混合有限元方法、处理机井奇性问题的多尺度计算方法、非线性对流扩散方程的尺度提升方法等问题的研究中取得多个原创性成果。在2003年提出了多尺度混合有限元方法，该方法改进了多尺度有限元方法不保证质量守恒的缺点，更加适合于非均匀介质中流动问题的数值模拟。该工作在工程界得到广泛重视，单篇被SCI他人引用50次；2003年首次建立了在工程界著名的Peaceman机井模型的数学基础，并将其改造使之适用于任意的有限元网格和非均匀介质，通过引进针对机井奇性的新的有限元基函数，提出了处理机井奇性的高效多尺度计算方法，在工程界得到很高评价，被认为是油藏模拟机井的数学严格处理上的先驱性(pioneering)工作。该项目发表学术论文36篇，其中被SCI收录32篇，按 SCI被他人引用358次。

关键词：非线性偏微分方程多尺度计算方法自适应有限元方法

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多尺度建模及计算方法

多尺度建模及计算方法

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中国科学院《技术科学论坛》学术报告会

作者：张平文北京大学数学科学学院

多尺度建模与多尺度计算方法已经成为计算科学重要的研究方向.与传统的计算方法不同,多尺度计算方法需要与多尺度建模问题同时考虑.本文介绍了几种常用的多尺度计算方法,即解析方法、多尺度有限元方法与分层次多尺度计算方法.并以复杂... 详细信息

多尺度建模与多尺度计算方法已经成为计算科学重要的研究方向.与传统的计算方法不同,多尺度计算方法需要与多尺度建模问题同时考虑.本文介绍了几种常用的多尺度计算方法,即解析方法、多尺度有限元方法与分层次多尺度计算方法.并以复杂流体为例,介绍了多尺度建模过程与多尺度计算方法的关系.

关键词：多尺度建模多尺度计算方法复杂流体数学模型

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离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用

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计算力学学报 2007年第5期24卷 591-596页

作者：唐志平胥建龙中国科学技术大学力学和机械工程系中国科学院材料力学行为和设计重点实验室合肥230026

在深入研究复杂结构和非均质材料冲击响应和破坏机理的过程中,往往遇到多尺度计算问题。本文尝试建立三维离散元与壳体有限元结合的多尺度方法用于处理圆柱壳问题,该方法采用三维离散元对感兴趣的局域进行局部模拟,利用平板壳体有限元... 详细信息

在深入研究复杂结构和非均质材料冲击响应和破坏机理的过程中,往往遇到多尺度计算问题。本文尝试建立三维离散元与壳体有限元结合的多尺度方法用于处理圆柱壳问题,该方法采用三维离散元对感兴趣的局域进行局部模拟,利用平板壳体有限元进行整体模拟,采用一种特殊的过渡层使离散元区和有限元区能很好的衔接。我们将这一方法应用于激光辐照下充压柱壳的热/力耦合冲击破坏响应,得到的模拟结果与文献报道有较好的吻合。

关键词：离散元壳体有限元多尺度计算方法激光辐照

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离散元与有限元结合的多尺度方法及其应用

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计算物理 2003年第6期20卷 477-482页

作者：胥建龙唐志平中国科学技术大学力学和机械工程系中科院材料力学行为和设计重点实验室安徽合肥230026

　在深入研究复杂结构和非均质材料冲击响应和破坏机理的过程中,往往遇到多尺度计算问题.提出并建立起离散元与有限元结合的多尺度方法,该方法采用离散元对感兴趣的局部进行细观尺度的模拟,利用有限元进行宏观的模拟,从而节约了计算时间... 详细信息

　在深入研究复杂结构和非均质材料冲击响应和破坏机理的过程中,往往遇到多尺度计算问题.提出并建立起离散元与有限元结合的多尺度方法,该方法采用离散元对感兴趣的局部进行细观尺度的模拟,利用有限元进行宏观的模拟,从而节约了计算时间.采用一种特殊的过渡层衔接离散元区和有限元区.将这一方法应用于激光辐照下预应力铝板的破坏响应,并将得到的模拟结果与实验进行了比较.

关键词：离散元有限元多尺度计算方法激光辐射冲击响应破坏机理弹性波传播受拉铝板

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含界面/体缺陷纳米金属铜力学特性模拟研究

含界面/体缺陷纳米金属铜力学特性模拟研究

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作者：孙佳大连理工大学

学位级别：博士

纳米金属晶体的塑性变形以及微观断裂行为与晶体内缺陷的动态演化和运动息息相关。深入了解内部缺陷的演化规律和缺陷间的相互作用对纳米金属材料变形行为的影响,对于提升材料的强度、延展性、抗断裂与抗辐射性能和服役寿命具有重要的... 详细信息

纳米金属晶体的塑性变形以及微观断裂行为与晶体内缺陷的动态演化和运动息息相关。深入了解内部缺陷的演化规律和缺陷间的相互作用对纳米金属材料变形行为的影响,对于提升材料的强度、延展性、抗断裂与抗辐射性能和服役寿命具有重要的学术意义及应用价值。近年来,通过合理调控界面缺陷和体缺陷以提高纳米金属材料综合性能的增强策略备受关注。因此需要对界面缺陷调控的塑性变形机制以及位错-体缺陷间相互作用机制进行更加深入地考察。基于现有实验技术考察金属内特定纳米缺陷的动态演化具有一定的难度,严重限制了人们对于缺陷结构-力学性能相关性及其本征变形机制的认知。计算模拟方法可以帮助人们加深对富集束位错-缺陷以及缺陷间相互作用的动力学机制的理解,并对与塑性失稳相关的时空特征进行定量分析。在此基础上,本文采用分子动力学、位错动力学方法以及多尺度计算方法,以揭示含界面缺陷/体缺陷纳米金属材料变形中的微结构演化机制为目标,开展了以下研究工作:第一,基于分子动力学方法考察了梯度界面缺陷结构对于纳米金属材料力学性能以及塑性变形机制的影响。建立了梯度纳米晶粒模型和梯度纳米孪晶模型,并进行单轴拉伸模拟。模拟结果表明,梯度纳米晶粒模型的平均流动应力线性依赖于d-1/2(d,模型的平均晶粒尺寸),当d>dc(dc,临界晶粒尺寸)时,斜率为负值即遵循经典的Hall-Petch关系;当dλc时(λ,平均孪晶间距;λc,临界孪晶间距),模型的平均流动应力同样遵循经典的Hall-Petch方程;当λ<λc时,梯度模型呈现出软化的趋势。在梯度纳米晶粒模型中,随着外部应变的增加,容纳塑性变形的主要机制从晶界介导的机制向基于位错运动的机制转变。在梯度纳米孪晶模型中,孪晶界的迁移和湮灭主导了窄孪晶间距晶粒的塑性变形;而在宽孪晶间距晶粒中,位错增殖和贯穿孪晶界等位错活动成为容纳模型塑性变形的主要机制。通过监测微结构演化,观察到梯度界面结构引起的应变梯度分布现象和协同变形机制,是诱导额外应变硬化的关键因素。第二,基于分子动力学方法考察了含孔洞纳米孪晶铜材料中结构与力学性能的潜在关系。首先,建立了包含球形/椭球形孔洞的块体纳米孪晶铜模型,分析了单轴拉伸载荷下模型的微结构与塑性变形之间的关系。通过计算得到应力-应变曲线并分析变形过程中的位错活动,系统地考察了孪晶间距、孔洞尺寸、孔隙率、孔洞形状和取向以及加载方向对于材料力学性能的影响。结果表明,共格孪晶界可以显著地提高材料强度,包括材料的屈服强度和流动应力。位错发射临界应力受到孔洞尺寸的影响,进而影响纳米孪晶铜的屈服应力,量化结果与Lubarda理论预测模型一致吻合。相比于小孔洞,大孔洞表面的位错发射临界应力更低。较大的孔隙率会增加纳米孪晶铜中应力集中区域的面积,从而导致弹性模量和屈服应力降低。此外,不同的加载方向下位错滑移模式的转换造成了结构力学性能的各向异性。当施加载荷垂直于孪晶界面时,位错沿着趋近孪晶界的方向移动,随后被孪晶界阻碍。当施加的载荷平行于孪晶界面时,位错沿着平行于孪晶界面的方向在两层相邻孪晶界中间的内部区域中滑移,直至被晶界或者其他位错阻碍。第三,基于分子动力学方法考察了氦气泡的植入对于纳米孪晶铜材料力学性能的影响。首先,构建了氦气泡随机分布的柱状多晶纳米孪晶铜模型,综合考虑了孪晶间距、初始气泡压强、温度以及气泡数密度对结构拉伸变形机理的影响。研究结果表明,孪晶界的存在可以显著地提高纳米晶铜的屈服强度和流动应力,且增强效果遵循经典的Hall-Petch关系。位错滑移被孪晶界阻碍,并被限制在两层孪晶界面之间,在孪晶界附近产生位错集中,形成“位错墙”。相比于平均流动应力,初始气泡压强对于屈服强度的影响更为显著。气泡表面的位错发射临界应力随着初始气泡内压的升高而降低。温度的升高会弱化氦气泡植入纳米孪晶铜的力学性能。此外,温度升高会引起氦气泡内部压强上升,从而影响材料的屈服强度,并且这种影响随着温度升高会更加显著。在纳米尺度上,气泡主要作为位错发射源而存在,其对位错的阻碍作用不明显。因此,气泡的数密度的增加会降低材料的力学性能,包括弹性模量、屈服强度和平均流动应力等。第四,针对可剪切第二相颗粒硬化预测问题,建立了基于分子动力学-位错动力学的三维层级多尺度计算方法,证实了合金中Orowan增强和林硬化的二次叠加共强化机制。在该方法下,通过分子动力学模拟计算获取位错阻尼系数来量化位错在纳米尺度上的运动行为。随后构建了具有真实物理含义的颗粒应力场模型,并利用分子动力学方法对其进行参数化,然后将其应用到微观尺度的位错动力学模拟中。通过计算单个位错剪切周期性排列的可剪切或不可穿透颗粒的临界分切剪应力和相应位错构型的临界分离角,与理论预测结果对比发现吻合良好,从而验证了该计算方法在二维空间中的合理性。最后,利用所提出的多尺度计算方法模拟分析了包含恒定体积分

关键词：纳米金属材料界面缺陷体缺陷力学性能分子动力学位错动力学多尺度计算方法

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爆炸力学数值方法及相关研究进展

爆炸力学数值方法及相关研究进展

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庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007

作者：宁建国马天宝北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室

主要回顾和介绍了国内外爆炸力学数值方法的研究历史、现状,在此基础上,介绍了爆炸力学数值方法的发展趋势及相关研究的最新进展。计算爆炸力学是伴随着计算流体力学的发展而发展的。计算流体力学方法的研究开始于20世纪

关键词：爆炸力学数值方法多尺度计算方法相关研究

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离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用

离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用

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第三届全国计算爆炸力学会议

作者：唐志平胥建龙中国科学技术大学力学和机械工程系中科院材料力学行为和设计重点实验室

在深入研究复杂结构和非均质材料冲击响应和破坏机理的过程中,往往遇到多尺度计算问题。本文尝试建立三维离散元与壳体有限元结合的多尺度方法用于处理圆柱壳问题,该方法采用三维离散元对感兴趣的局域进行局部模拟,利用平板壳体有限元进行宏观的模拟,采用一种特殊的过渡层使离散元区和有限元区能很好的衔接。我们将这一方法应用于激光辐照下充压柱壳的热/力耦合冲击破坏响应,得到的模拟结果与文献报道有较好的吻合。

关键词：离散元壳体有限元多尺度计算方法激光辐照

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