学科分类
/ 3
43 个结果
  • 简介:利用计算流体力学软件Ansys/FlotranCFD,首先对粘性不可压缩流体的固定圆管绕流进行了数值模拟,然后结合逐步积分法完成了同时考虑纵横两向弹性支撑圆管绕流旋涡脱落诱导振动的数值模拟,并通过快速傅立叶变换,得到了弹性支撑圆管和固定圆管的升力及弹性支承圆管横向位移响应的功率谱.通过计算结果分析,得出了一些有价值的结论,可供从事具有圆管绕流构件设备设计的工程技术人员参考.

  • 标签: 数值模拟 诱导振动 旋涡脱落 圆管 绕流 快速傅立叶变换
  • 简介:针对日益受到关注的液体晃动问题,提出了一种基于浅水波理论的研究方案.该方案采用浅水波理论而非势流理论导出系统控制方程,并通过哈密顿体系表达;利用中心有限差分法和Stormer-Yerlet算法进行空间和时间离散;模拟了不同初值条件下的液体晃动情况并对比分析了影响系统非线性响应的主要因素.结果表明,基于浅水波理论能有效解决液体晃动问题;与Euler格式对比,Stormer-Verlet算法精度较高;除共振外对于系统非线性响应的影响容器初始位移比初始速度更显著;共振情况一定条件下,充液容器运动过程中液体晃动能起到阻尼作用.

  • 标签: 液体晃动 浅水波理论 初值问题 数值模拟 非线性
  • 简介:为了研究零质量射流的作用机理和流场结构,发展了一套面向二维零质量射流的结构化动网格模拟方法:采用控制容积法,引入动网格控制方程,并与任意曲线坐标系下矩阵形式的时均可压缩N-S方程组联合求解,迭代过程中采用弹性类推法进行动态网格更新.基于此方法,对二维零质量射流进行数值模拟,对计算获得的流场涡线和流线分布进行了分析和讨论,并与其他学者类似算例进行了比较,表明该方法能够合理揭示零质量射流的流场结构和作用机理,可实现二维零质量射流的数值模拟

  • 标签: 动网格 零质量射流 非定常流动 数值模拟
  • 简介:基于日本东京工艺大学风洞试验数据,针对低矮四坡房屋展开研究,验证了RNG模型对四坡低矮建筑表面风压研究的可靠性.利用此模型深度研究檐口外伸长度与出挑高度对四坡低矮屋面表面风压的影响规律.结果表明:檐口的长度及出挑高度对屋面风压影响明显,当檐口外伸长度不变,随檐口竖向高度增加,迎风面风吸力随之增大,当檐口竖向高度不变,高度为0.5m、1.0m时,随着檐口外伸长度的增加,迎风面负风压减小,檐口外伸长度为1.5m,竖向高度为1.0m为最有利于房屋表面抗风设计,结论可为台风多发地区低矮民居设计提供建议.

  • 标签: 计算流体动力学 四坡低矮房屋 数值模拟 檐口 屋面风压
  • 简介:同时计入地基中的非线性弹性、黏性以及剪切作用的影响,研究移动集中简谐力作用下无限长地基梁稳态响应问题.假设基础非线性弹性为立方非线性.通过Adomian多项式分解方法和Fourier变换得到梁稳态响应的Green函数,再运用Fourier逆变换得到梁稳态响应近似解析解的积分表达式.最后对解析积分表达式应用留数定理得到复数域上的解.通过数值算例,考察了移动集中简谐力的频率和移动速度对无限长地基梁稳态响应的影响.另外,还通过算例对比研究了地基的非线性弹性系数和剪切系数对无限长地基梁稳态响应的影响.

  • 标签: 地基梁 非线性 无限长 移动简谐力 摄动法
  • 简介:对于大型二维稳态声场问题,本文提出了一种基于间接Trefftz方法的波数法.在该方法中,声压响应解用一组精确满足Helmholtz控制方程的波函数通解和由外部激励在自由空间产生的特解来近似表示.通过在边界上采用加权余量法得到各个波函数的系数,从而得到所求声场的声压响应.一个60m×40m的大型声场算例表明,得到相同精度和收敛性的结果时,波数法比BEM所需的自由度少.

  • 标签: 加权余量法 声学 Trefftz方法 BEM
  • 简介:本文对带质量块的微型双稳态压电板进行动力学分析.以中心固支四边自由的带质量块微型压电层合板为研究对象,应用应变梯度理论考虑尺寸效应,综合考虑力、电、耦合作用,采用VonKarman大变形理论,运用Hamilton原理建立非线性动力学方程.利用特征值法探究不同内禀长度和不同压电铺设面积的情况下,温度和电压对其固有频率和稳定性的影响.其次研究了不同外激励下系统的非线性动力学响应.通过本文的研究发现,随着压电铺设面积的增大,力、电、耦合效应增强,对系统的稳定性影响越显著;通过研究温度和电压对系统振动幅值的影响为振动控制提供了理论依据.同时发现尺寸效应对结构刚度影响较大,验证了微型结构考虑尺度效应的必要性.本文的研究结果会为今后的工程实际应用提供一定的理论参考价值.

  • 标签: 双稳态板 应变梯度 力-电-热耦合 特征值法
  • 简介:根据质量守恒、动量守恒和能量守恒方程的基本理论,建立了针对动能拦截器高速直接碰撞毁伤的模型.借助ANSYS/LS-DYNA数值仿真软件,进行了数值模拟仿真.分析了拦截器在不同着角以及偏心打击条件下对弹道目标的毁伤效果,并用相关试验数据验证了方法的可行性.仿真结果表明可以进一步利用高性能计算机对拦截器和目标进行全尺寸建模、仿真开发动能拦截器对典型弹道目标的毁伤数据库.

  • 标签: 动能拦截器 高速碰撞毁伤 毁伤效果 毁伤数据库
  • 简介:研究了由色关联的色噪声驱动的双稳杜芬模型的稳态概率密度函数及状态变量的均值和标准方差.首先应用一致有色噪声近似方法,推导出了具有色关联的色噪声驱动的双稳杜芬模型的稳态概率密度函数的解析表达式.分析了噪声的"有色性"及关联性对稳态密度函数和状态变量的均值、标准方差的影响,发现了一些由白噪声激励的杜芬模型中不会出现的新的非线性现象:加性噪声强度、噪声之间的关联系数和关联时间都能够诱导平衡相变.

  • 标签: 色噪声驱动 色关联 模型 稳态分析 双稳 概率密度函数
  • 简介:摄动法近似应当保辛.本文指出,有限元位移法自动保辛,有限元混合能表示也保辛.摄动法的刚度阵Taylor级数展开能证明保辛;混合能的Taylor级数展开摄动也证明了保辛.但传递辛矩阵的Taylor级数展开摄动却不能保辛.辛矩阵只能在乘法群下保辛,故传递辛矩阵的保辛摄动必须采用正则变换的乘法.虽然刚度阵加法摄动、混合能矩阵加法摄动与传递辛矩阵正则变换乘法摄动都保辛,但这3种摄动近似并不相同.最后通过数值例题给出了对比.

  • 标签: Taylor级数展开 数值比较 正则变换 辛矩阵 混合能 矩阵加法
  • 简介:应用随机平均法研究了高斯白噪声激励下含有分数阶阻尼项的Duffing-VanderPol系统的稳态响应.首先应用基于广义谐和函数的随机平均法得到系统关于幅值的平均伊藤微分方程并建立相应的平稳FPK方程,求解该平稳FPK方程的近似理论解得到系统幅值的稳态概率密度.分析幅值、位移和速度的稳态概率密度探究分数阶阻尼项以及其它参数对系统稳态响应的影响.发现降低分数阶的阶数可以增强系统的响应而增大分数阶的系数可以减弱系统响应.最后对原系统进行MonteCarlo数值模拟验证近似理论解的有效性.

  • 标签: 响应 分数阶 Duffing-Van der POL 高斯白噪声
  • 简介:本文以一类单自由度双边非对称碰撞振动系统为研究对象,采用广义Hertz接触模型表示碰撞过程,考察系统在宽带随机激励下的稳态响应.应用基于广义谐和函数的随机平均法推导出系统在宽带随机外激励下的伊藤随机微分方程,通过求解相应的稳态FPK方程,得到系统关于幅值、能量和位移的稳态概率密度以及位移与速度的联合稳态概率密度.另外,将系统的随机响应近似为马尔可夫过程,利用广义胞映射法得到系统的近似稳态响应.最后通过与蒙特卡罗模拟结果的对比,验证了随机平均法和广义胞映射法的有效性.

  • 标签: 碰撞振动系统 广义Hertz接触模型 随机平均法 稳态概率密度 广义胞映射
  • 简介:多体系统多点接触碰撞问题可以归结为一个将系统的动力学方程与并协性约束方程相结合的问题.针对这样一个含并协性条件的混合方程组,建立了基于LCP格式的包含碰撞/接触问题的多刚体系统动力学分析框架,提出了一种基于步长评价准则的变时间步长的数值求解策略,实现了无摩擦情况下多刚体系统多点接触碰撞问题的数值算法.最后给出了数值算例,验证了算法的有效性.

  • 标签: 多体动力学 接触碰撞 LCP方法
  • 简介:连接界面的黏滑、摩擦行为不仅是引起结构刚度和阻尼非线性的主要原因,而且是结构无源阻尼的主要来源.Iwan模型能够较好地复现连接界面的黏滑、摩擦行为.本文采用时频域交替法(AlternatingFrequency/TimeDomainMethod,AFT)研究含Iwan非线性模型的单自由度振子系统的稳态响应.时频域交替法具有频域法求解线性系统响应的高效性和时域法判断非线性力的便捷性特点,采用离散傅里叶变换和傅里叶逆变换,在频域和时域内分别求解系统响应和对应的非线性恢复力,再反复迭代计算系统的稳态响应.将时频域交替法计算结果和中心差分法计算的结果进行对比,并研究激励幅值对系统非线性特征的影响.结果表明,时频域交替法计算的结果与中心差分计算的结果具有较好的一致性,且求解效率较高,计算耗时减少50%;随着激励幅值的增加,系统的能量耗散增加,刚度降低,固有频率降低.

  • 标签: 连接 迟滞非线性 Iwan模型 时频域交替法 稳态响应
  • 简介:基于两种齿轮碰撞模型进行数值和实验的研究比较:(1)含啮合间隙的刚性碰撞齿轮系统,假设轮齿间的碰撞在瞬间完成,边界为刚性;(2)含弹性约束和啮合间隙的弹性碰撞齿轮系统,空隙范围内部齿轮自由运动,边界为弹性,用无质量弹簧一阻尼器描述.文中主要通过实验研究对两种齿轮接触模型的动力学响应进行分析比较:首先用实验结果验证数值仿真的正确性,之后对两种不同的齿轮传动系统在不同参数下的实验数据和仿真结果分别进行比较,并对两种不同的齿轮传动系统所展现的复杂动力学现象进行分析.

  • 标签: 齿轮传动 碰撞 实验 频谱
  • 简介:分析了非线性SanVenant方程组的解的特性,并在统一考虑阻力项的影响的基础上,分析了用Pressmainn格式求解非线性SanVenant方程组的数值稳定性和收敛性.研究了φ和θ不同取值情况下,差分方程数值解的收敛情况与相对时间步长(Δt)/(Δx)和相对波长L/(Δx)的关系.指出数值解总是存在衰减和弥散现象,在实际模拟过程中,应合理选择φ和θ值,以兼顾数值衰减幅度和模拟速度.

  • 标签: 非线性 稳定性 收敛性
  • 简介:用目标函数方法寻求保守系统中非线性振动问题的解.以摆的运动作为例子,对相关的微分方程在初位移不为零而初速度为零条件下在时间上进行积分.此时,速度为时间的函数,把此函数称为目标函数.因为摆从右侧到左侧再回到右侧完成一个周期,从而此目标函数的第2个零点便是运动的周期.此外,在数值积分过程中,同时得到了位移函数.此法依赖于常微分方程的数值解法和找函数零点的对分法.某些其它非线性常微分方程的解也得到研究.最后,给出了一些例子和数值结果.

  • 标签: 目标函数法 非线性振动 数值解法 保守系统
  • 简介:为了获得移动质量沿梁匀速运动的系统动态响应,建立了时空有限元数值求解模型.考虑移动质量惯性项,得到移动质量-梁时变系统的动力学方程.应用时空有限元法.得到了移动集中质量作用下Ber-noulli-Euler梁离散单元的质量矩阵、刚度矩阵.与Newmark-β法、Wilson-θ法计算结果进行比较,时空有限元法计算梁的动态响应的精度更高.

  • 标签: 移动质量 时空有限元法 数值分析
  • 简介:气体炮以其优良的性能,在兵器弹道环境模拟领域得到了较好的应用.首先分析了典型弹药的发射环境参数,并找出了其特征值.然后运用气体动力学的相似理论建立了气体炮的内弹道模型,并在计算机上进行了数值模拟.为后续气体炮的结构设计、相关设备的选型、气体炮参数的调整提供了理论依据.

  • 标签: 气体炮 模拟研究 发射环境 建模 内弹道模型 气体动力学
  • 简介:研究了横向气动载荷和参数激励联合作用下复合材料悬臂外伸矩形板在伸出过程中的非线性动力学问题.根据Reddy的高阶剪切层合板理论,应用Hamilton原理建立了外伸板在横向气动力和参数激励作用下的非线性动力学方程,其中横向气动力采用一阶活塞气动力.然后应用Galerkin方法对系统偏微分形式的非线性方程进行离散,得到了一组时变系数的非线性动力学方程.在此方程的基础上,对复合材料悬臂外伸板进行了数值模拟分析,讨论了外伸速度对悬臂外伸板非线性动力学特性的影响.

  • 标签: 复合材料悬臂外伸板 高阶剪切理论 活塞理论 HAMILTON原理 非线性动力学