地质有限元网络的自动剖分及确定初始流场的新方法

单元网格的自动剖分及初始的确定是水文地质有限元计算中的两个难点，应用ALGOR软件实现水文地质有限元计算网格的自动剖分，并提出计算区域地下水初始流场的一种新算法，实例表明该算法实用有效。     

基于八叉树的六面体网格自动生成算法

有限元网格生成是工程科学与计算科学的交叉研究领域,有限元分析的发展方向之一是三维六面体网格的生成.对于这个问题,许多研究人员已经提出很多方法.然而,可靠的自动六面体网格生成软件目前尚未开发.在介绍栅格法的基础上提出自动六面体网格剖分算法.基于八叉树算法和由内向外栅格法的这种剖分算法分为4步,分别是实体模型的建立和加密点的生成,利用八叉树算法生成原始六面体网格,利用奇偶法删除不需要的单元从而生成核心六面体网格,六面体网格拟合到实体模型表面.实验表明,该算法可以应用到各种工程问题的网格生成.     

CAD技术在地下水有限元前处理中的应用

有限元法是地下水计算中最为常用的一种数值计算方法,然而其前处理部分在整个系统分析中比较繁杂,尽管已出现一些商业化软件,在一定程度上实现了有限元单元网格的自动化剖分,但它们在实际应用中往往加上过多的限制,生成的网格难以符合实际水文地质条件。通过分析绘图软件AutoCAD的DXF文件的结构,利用面向对象的可视化集成开发工具Delphi 7.0开发了与AutoCAD接口的地下水有限元前处理程序,实现了地下水有限元计算中的网格半自动剖分,能快速获取有限元分析中前处理阶段的大量数据,可反复修改及显示生成的剖分网格图形,保证了生成网格的质量,缩短了有限元分析的周期。     

集成于AutoCAD的有限元二维网格生成技术

利用ObjectARX对AutoCAD进行二次开发完成有限元二维网络的自动生成，实现了二者的无缝集成，在AutoCAD生成的几何模型基础上，直接访问了AutoCAD数据库，提取并计算有限元网格剖分必需的数据，用面向对象的方法实现了有限元网格的自动剖分。最后给出了两个算例。     

复杂结构有限元网格组合剖分技术

针对复杂结构的三维有限元结构离散问题 ,提出了一种组合剖分技术 .它将复杂结构拆分为规则和不规则结构 ,规则结构 ,用程序实现自动剖分 ;不规则结构用AutoCAD和图形接口程序实现半自动剖分 ;最后将各结构的网格组合拼装得到整个复杂结构的三维有限元网格 .同时 ,还给出了相关问题的基本算法和应用实例 .     

三通管件的有限元网格的自动剖分

基于分块剖分法,提出一种适用于三通管件有限元网格自动生成的方法,并详细讨论了计算结点坐标的算法,计算结果表明,该算法具有简便,易行,计算精度高和自动生成程度高等特点。     

基于交互技术与区域识别的电器电场求解器研究

将自带交互式绘图功能与区域识别相结合，并基于有限元数值求解技术，构建电器电场求解器.该求解器包括前处理模块、电场数值计算仿真模块以及后处理模块.其中，前处理模块可通过初始剖分节点数据排序算法有效实现基于场值和位值的有限元网格剖分单元的自动加密与调整，以提高电场数值求解的效率.并将电场求解器应用于实际断路器产品电场数值计算与分析中，形成了一套可进行多重介质复杂结构的电器电场求解器，为电器电场的数值实验研究提供了可实现的交互式平台.     

基于DSA和FEM的电器绝缘结构自动优化设计

在二维静电场有限元分析的基础上,推导了基于最速下降法的设计变量灵敏度公式和伴随变量公式．基于现有的Delaunay三角剖分技术,采用Swapping Algorithm更新有限元网格．最后将有限元方法、基于最速下降法的灵敏度计算及网格更新算法有效结合,用于110kV GIS用光纤电流互感器绝缘结构的自动优化设计．结果表明,该方法非常有效．     

基于AutoCAD的有限元前处理应用

从AutoCAD生成的几何模型（二维或三维）中提取数据,进行拓扑分析,将数据传递到网格剖分模块,实现网格自动剖分并以图形的方式显示剖分网格,实现有限元前处理的功能．     

有限元网格自动剖分及优化方法

用一种新方法对任意单连通区域进行有限元网格自动剖分,并通过网格优化技术对网格形状和网格编号进行优化。结果表明剖分的网格质量好且编号合理。     

压裂水平井渗流的ANSYS热模块模拟分析

通过对比渗流场和温度场的基本理论、微分方程、初始条件、边界条件,分析二者之间的相似性,研究有限元软件ANSYS热模块分析压裂水平井渗流问题的相关问题。介绍压裂水平井三维模型的建立及网格划分方法,研究压裂水平井渗流场特征。以温度场模拟渗流场,模拟效果良好。     

三维静磁场双标量位等参元计算及数据前后处理

本文以双标量位法计算三维恒定磁场为理论基础,引入等参元有限元法.在对两种位建立起来的场方程离散处理过程中,把对应于直角坐标系中的实际单元变换到局部坐标系中的标准单元处理,从而推导出适应场域边界较海复杂的20节点和8节点六面体有限元离散公式,据此编制了易于通用化的等参元计算程序.本文采用与六面体等参元有限元计算完全配套的自动数据前后处鲤技术,包括有限元网格自动生成;全域或局部(分材料区域)网格显示检查;能量,电磁力计算;全标量位域及等位线显示;场强显示.使上述方法便于在工程设计中应用.     

有限元网格划分技术研究

以有限元方法为代表的数值模拟可以形象地描述金属在成形过程中的流动行为,提供变形体模具在成形过程中各种物理学场量的分布及变化规律,从而为模具设计提供依据。较系统地论述了有限元中几种网格划分技术,分析了各种网种生成方法的优缺点,并展望有限元网格划分发展趋势。     

超高速弹丸膛口流场结构分析

为了计算和分析超高速弹丸膛口流场的分布状况,建立了超高速弹丸从膛底飞离出炮口整个过程的膛口流场二维轴对称数值仿真模型.基于有限体积法,采用分块网格划分的整体运动处理方法,结合结构动网格技术及Realizable k-ε湍流模型,耦合内弹道及后效期过程,利用六自由度运动方程控制弹丸运动,以300 mm平衡炮为例,研究了1 730 m/s发射速度下的超高速膛口流场特性.计算结果表明:超高速运动的弹丸在距膛口3.3 m远处便形成了清晰的初始流场,弹前激波到达炮口处压力达到了3.8 MPa左右.喷射出的火药燃气速度达到2 500 m/s,但火药燃气仍未能追赶并包围弹丸,因此膛口流场对超高速弹丸运动的影响不同于对中低速弹丸运动的影响;膛口形成了由冠状冲击波、弹底激波、反射激波、马赫盘构成的多层次激波、间断面相互叠加的完整波系,该发射条件下的膛口流场异常强烈,波系结构更加明显.     

SF6断路器开断电场和气流场统一求解的研究

应用ANSYS商用软件包对500 kV单断口高压SF₆断路器内部的电场、流场进行了二维建模与求解的研究.断路器的介质恢复特性决定于开断过程电场和流场的相互作用，由于两者计算区域不同，而且其计算边界条件又有差别，从而导致数值计算时网格生成很难达到完全一致，从而导致计算精度受到直接影响.因此，从解决网格生成入手，进行了其电场、气流场的数值求解研究，得到了断路器内部电场、流场情况分布图，并对结果加以分析，为高压SF₆断路器的绝缘设计提供了理论依据.     

网格编码优化的数据结构

有限元网格编码的好坏严重影响有限元法求解的效率和精度以及占用的机器内存 ,为此必须进行网格编码优化。本文基本AD算法编制了网格编码优化程序 ,重点讨论了其中的数据结构问题。做了许多数值例子验证了本程序的有效性及正确性。     

RKDG有限元GPU算法及其重排加速技术

为提升并行化求解Navier Stokes方程的效率,构建了高阶有限元单元及单元边界映射线程结构和对应的各类GPU核函数,成功地把RKDG方法移植到GPU架构,发展出RKDG有限元GPU并行算法。算法数据访存能兼容GPU快慢不一的存储器,尤其在结构网格上,算法涉及的数据依赖区结构有序,能较好满足GPU对齐合并访问的要求。但在非结构网格上,非结构化的数据依赖区,影响到访存效率。基于此提出一种适合高阶有限元算法框架的单元分层重排加速技术,致力于网格的层化结构,提升GPU访存效率。具体基于初始网格拓扑,创建单元或单元边界对应的分层结构,逐层重排,汇总形成适合GPU对齐合并访问的数据存储结构。文中结合排序实例,给出了这一重排加速技术的具体实施过程。算例表明,发展的算法逼近的阶数符合预期,计算结果能与现有文献或实验结果接近,且最大GPU加速比可达67.47。此外,非结构网格算例证实,算法可处理较为复杂的几何边界,且所提重排技术可进一步赢得重排加速。     

基于变弹翼方式的非结构动网格建模方法研究

针对变弹翼导弹包含运动边界的复杂非定常流场的求解问题,基于弹簧变形原理,即在网格变形时,网格点与静止边界和运动边界的相对位置关系均保持不变,分别推导了旋转弹翼运动边界上的网格点和受运动边界扰动流场子域上网格点的变形算法,从而发展了一种新的非结构动网格方法,该方法在不降低计算效率的前提下,大大提高了网格的变形能力,并解决了现有研究通常忽略弹翼运动受弹身影响而产生的非刚性变形问题,是基于非结构网格框架下,求解具有复杂运动边界且网格变形较大的非定常流场的一种简单有效的方法。     

基于ANSYS的异种材料堆焊温度场动态模拟

针对大多数堆焊温度场的数值模拟都是应用于同种材料的现状,对异种材料的堆焊温度场进行了研究.建立适当的有限元模型,对异种材料堆焊过程中温度场的瞬态变化进行了动态模拟.利用三维有限元网格划分技术,对工件进行网格划分,并采用网格自适应技术对焊缝金属的网格进行自动加密与生成,为缩短焊接过程数值模拟创造了条件.在此基础上,利用ANSYS软件的APDL语言编写程序,实现施加移动焊接热源,得到了异种材料温度场的分布规律.计算结果与焊接温度测试结果很接近,表明该计算方法能够准确地计算焊接温度场,是一种实用的工程计算方法.