微机械气流式水平姿态传感器建模技巧及计算

阐述了微机械气流式水平姿态传感器的三维建模技巧及仿真。利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,通过建立三维实体模型、划分网格、加载和求解等途径,进行了有限元仿真。为了使分析更为简便可行,提出了合理的模型建立方案,采用了截取部分体积建模的方法,节省了大量的计算时间;而多次网格划分及关键线偶数段划分的技巧,提高了仿真结果的准确性和计算进度。这种三维建模方法提高了微机械水平姿态传感器敏感机理研究的精确性。     

变速器箱体网格划分策略的研究

作为多特征复杂结构的变速器箱体,其网格划分具有很大的难度.而网格划分质量的优劣,对箱体仿真分析的精确度和有效性等方面有着至关重要的影响.文中以箱体的模态分析过程和结果作为评价指标,对比同一几何模型,在不同网格条件下仿真分析的差异,进而阐明变速器箱体网格划分的方法和技巧,为同类型结构的网格划分提供参考.     

基于泰森多边形法的庆阳市面雨量计算

以甘肃省庆阳市为例,利用结合各雨量站点权重的泰森多边形法进行面雨量计算,分别采用AutoCAD2008软件进行人工网格划分和ArcGIS9．3程序进行自动网格划分,并与传统的算术平均法进行比较,探讨了雨量站对计算结果的影响、人为划分网格的主观性因素、泰森多边形法的精度问题等。结果表明,与算术平均法相比,基于泰森多边形法的两种网格划分下的面雨量计算结果更接近实际降雨量,雨量站与网格划分都是影响计算结果的重要因素。     

等效参数替换法构建混凝土界面过渡区的数值模型研究

混凝土界面过渡区的厚度在微米级范围,为了达到界面相超薄体在混凝土细观仿真模拟中应用的目的,对混凝土三维三相模型进行五面体和四面体网格的混合划分,以四、五面体相同的力学传递结果为依据,替换有限元模型HJC本构关系的计算参数。结果表明,混合划分等效模型与全四面体划分模型的有限元计算结果一致,混合网格建模是可行的。在不同冲击速度下进行Ansys/LS-DYNA有限元数值仿真,采用微米级厚度界面相等效参数替换方法得到的数值模拟破坏模式和应力-应变曲线结果与试验结果拟合良好。     

对大型锅炉网格划分的原则分析

划分网格是建立模型的一个重要环节,它要求考虑的问题较多,需要的工作量较大,所划分的网格形式将直接影响计算精度和计算规模。本文基于ICEM-CFD软件对电站锅炉数值模拟时网格划分的基本原则包括网格的数量、疏密、质量、分界点、形状等逐一进行分析,以某电厂6号炉炉膛燃烧状况的数值模拟为例,指出了采用ICEM软件在网格划分时应注意的技术问题。     

网格划分对多级离心泵水力性能计算精度的影响

为提高多级离心泵在多工况条件下水力性能的计算精度,分别将计算域划分为四面体、混合型和六面体网格,采用RNG κ-ε湍流模型进行数值计算,与试验结果作对比,从计算曲线与试验曲线的吻合度上综合评判网格划分对计算精度的影响。研究结果表明:混合型和六面体网格在多工况条件下的综合计算精度高于四面体网格,而六面体网格的综合计算精度又明显优于混合型网格;六面体网格对各性能参数的最大相对计算误差不超过2.44%,效率的计算曲线和试验曲线吻合度较高。综合来看,六面体网格更适合于多级离心泵的水力性能预测。     

变截面涡轮增压器三维流场的模拟计算

舌形挡板涡轮增压器的效率问题一直是制约其发展的关键所在,因此对其蜗壳内流场的仿真就显得很重要。本文通过Pro/E建立蜗壳流动区域的几何模型,而后使用ANSYS-ICEM对模型进行网格划分,然后利用STAR-CD对划分后的网格模型进行了计算。对不同挡板开度时蜗壳内的流场进行了模拟,得到了出口速度的分布状况,这对提高增压器...     

复杂几何模型数值计算网格划分及独立性考核

以开孔折流板矩形通道为例,对流体流经复杂几何通道进行数值计算时网格的划分方式进行了探讨,研究了对于同一计算模型,在不同工况下采用相同的网格划分时,网格独立性的考核标准。通过设置有两种类型开孔折流板通道的数值计算表明:对于同一计算模型,在不同工况下采用相同网格进行数值计算时,网格独立性的考核应该在高Re数工况下进行.     

基于网格计算的分布式并行计算与仿真技术

介绍了网格的体系结构及网格计算工具包SUN Grid Engine,并开发了一种基于网格计算的分布式并行计算与仿真系统的原型,讨论了该系统的框架结构和系统配置.在此基础上,进行了有限元分析的并行计算与仿真试验.结果表明,运用网格计算技术可以极大的提高并行计算与仿真系统的计算能力.     

典型护卫舰飞行甲板空气流场数值模拟

为研究护卫舰飞行甲板气流场特性,获得较高精度的流场数据用于飞行仿真,利用FLUENT对孤立简化护卫舰进行数值模拟.通过合理的网格划分以及对求解方法的验证,讨论了不同网格形式及雷诺数对计算结果的影响,分析了不同湍流模型对于舰船流场计算适用性,准确捕捉了飞行甲板处涡脱落频谱特征,提高了舰船气流场计算数据精确度.研究结果表明,对于一些精确度要求较高的舰船流场计算,ILES模型较为合适.     

一种可穿越介质的二维时域有限差分亚网格技术

介绍了一种二维时域有限差分方法的亚网格技术,其中粗细网格的划分比为２。由于粗细网格的特殊排布,该方法可以应用于亚网格边界穿越介质的情形。通过计算测试,精细网络边界的反射系数小于－４５ｄＢ,所编程序具有很好的稳定性。     

圆柱坐标系下的网格波阻抗及其应用

从圆柱坐标系下麦克斯韦方程的时域有限差分式和特征解出发 ,引入了二维和三维圆柱坐标系下网格波阻抗 (MWI) .结合完全匹配吸收层 (PML)概念 ,推导出了二维圆柱坐标系下的MWI PWL吸收边界条件算法 .通过数值实验 ,研究了圆柱坐标系下网格波阻抗的正确性和它在圆柱坐标系下时域有限差分法 (FDTD)中的应用 .计算结果证明 ,当采用非均匀圆柱坐标系下FDTD法计算时 ,圆柱坐标系下网格波阻抗可以较准确地计算由于网格尺寸不同造成的数值反射误差 .同时 ,网格波阻抗也为确定网格尺寸容许可变的范围提供了理论标准 .二维圆柱坐标系下的MWI PML是一种简单、低反射的吸收边界条件 ,与Teixeira的完全匹配吸收层相比 ,其引起的数值反射误差增加不大但更易于实现 .     

TE模式下子域二阶精度FDTD算法

提出了一种子域时域有限差分法(FDTD)的改进算法,针对研究区域介质填充不均匀的情况,在不同介质区域粗细网格合理划分的同时,应用介质交界面处二阶精度FDTD算法,计算交界面上切向电场．从积分形式麦克斯韦方程出发,通过非均匀网格的建立和辅助磁场的引入,实现介质交界面上切向电场的二阶精度．与传统的子域算法相比,改进算法在不增加计算量、计算时间和编程复杂度的前提下有效地提高了计算精度．最后对几种波导结构进行了模拟,结果表明改进算法的计算精度明显高于传统的子域算法和常规的FDTD算法．     

三角面元数据模型FDTD网格生成技术

提出了一种将描述目标表面形状的三角面元数据转换为时域有限差分(FDTD)目标几何模型的投影求交方法,根据目标的介质信息得到相应位置Yee元胞的电磁参数,得到目标的FDTD电磁模型．给出了典型目标金属球和圆柱的FDTD网格模型,计算得到的雷达散射截面(RCS)结果与其他方法符合很好．另外,还根据某导弹的三角面元数据给出了它的FDTD模型,并计算其后向RCS．结果表明,该方法可应用于复杂目标的FDTD计算建模．     

一种改进FDTD仿真准确性的等效宽度技术

提出了一种改进FDTD（Finite Difference Time Domain）仿真结果的等效宽度技术,它通过对仿真对象的尺寸进行加权修正,即使在使用粗网格进行FDTD仿真时也能得到准确的结果.同时对FDTD仿真时节省运算时间和存储空间也具有非常实用的价值.并通过对均匀微带线的特性阻抗和贴片天线、低通滤波器的散射系数的计算验证了这一理论.     

Characteristics of Mesh Wave Impedance in FDTD Non-Uniform Mesh

In order to increase the evaluating precision of mesh reflection wave, the mesh wave impedance (MWI) is extended to the non-uniform mesh in 1-D and 2-D cases for the first time on the basis of the Yee‘s positional relation for electromagnetic field components. Lots of characteristics are obtained for different mesh sizes and frequencies. Then the reflection coefficient caused by the non-uniform mesh can be calculated according to the theory of equivalent transmission line. By comparing it with that calculated by MWI in the uniform mesh, it is found that the evaluating error can be largely reduced and is in good agreement with that directly computed by FDTD method. And this extension of MWI can be used in the error analysis of complex mesh.     

WENO格式与虚拟单元浸入边界法在笛卡尔网格中的应用

高精度有限差分WENO格式在结构网格上处理具有复杂几何外形绕流问题时较困难,而虚拟单元浸入边界法却是一种较新颖且对网格的要求较低的方法,适用于复杂几何外形边界的处理.为此,在笛卡尔网格上采用WENO格式以求解Euler守恒律方程,试图将两者有效结合起来,希望能在笛卡尔网格上处理具有复杂几何外形的物体绕流问题.最后,几个经典数值算例的结果验证了该方法的有效性.     

声电耦合场的时域有限差分方法

将时域有限差分(FDTD)方法拓展到声电耦合场的仿真领域。在电磁场、声场FDTD方法的基础上，采用一种新的适合分析声电耦合场的差分离散方式，从而使FDTD方法完全适用于声电耦合场。这是FDTD方法用于声电耦合场模拟的初步尝试，仅通过一维压电媒质的例子来说明方法的可行性，仿真了正弦声源激励下，声场、电磁场的传播和耦合，二维和三维的对应仿真将陆续报道。     

一类抛物型方程组的变网格有限元方法的理论分析

变网格有限元方法可以根据实际计算的问题的需要,对不同时刻的空间区域采用不同的有限元网格,比一般固定网格的有限元方法具有更好的数值逼近效果,而且在整体上不增加计算量.鉴于至今对抛物型方程组的变网格有限元方法的理论研究较少,故对一类抛物型方程组构造了变网格有限元方法的两种全离散计算格式.采用了L2投影修正技术,通过理论分析得到了当网格变动的总次数M和Mh有界时(其中h为最大的网格剖分步长),精确解与有限元解误差的能量模估计能达到最优的逼近精度,从而为实际应用此方法建立了理论基础.     

Coupled flood and sediment transport modelling with adaptive mesh refinement

Coupled flood and sediment transport modelling in large-scale domains has for long been hindered by the high computational cost.Adaptive mesh refinement is one of the viable ways to solving this problem without degrading the accuracy.This goal can be accomplished through mesh adaptation,e.g.,mesh coarsening and refining based on the dynamic regime of the flow and sediment transport along with bed evolution.However,previous studies in this regard have been limited to cases either without involving sediment transport or featuring flow-sediment-bed decoupling and the assumption of sediment transport capacity,which are not generally justified.Here,a coupled hydrodynamic and non-capacity sediment transport model is developed on adaptive non-uniform rectangular mesh.The proposed model is validated against experimental tests and numerical results based on the fixed meshes.It is demonstrated that the proposed model can properly capture shock waves,resolve the wetting/drying transition and reproduce morphological evolution.Compared with models based on the fixed meshes,the proposed model features great advantage in computational efficiency and holds promise for wide applications.