水库冰冻期冰内温度的模拟

根据对某水库冬季气象资料的研究,建立了适用于水库冰盖内温度的数值模型并采用有限元方法求解,通过典型算例进行验证及误差分析,模拟结果显示了随着时间的变化冰冻期内部温度的变化规律,其结果符合实际情况.该模型易于编程实现,精度较高,可推广应用到其他水库的冰温计算场合.     

法向承力锚拖曳力研究

运用非线性有限元分析方法,研究了方形锚板埋深、系缆力角度等因素对极限承载力的影响,并绘制出了塑性屈服包络线.根据塑性理论,塑性屈服包络线可用于预测极限承载力及锚板的拖曳轨迹.     

圆柱壳内曲面椭圆裂纹应力强度因子数值计算

采用1-4节点法,在裂纹前沿设置三维奇异单元,建立了求解圆柱壳内埋曲面椭圆裂纹应力强度因子的断裂力学有限元模型,对裂纹前沿各点应力强度因子进行了分析,得出了应力强度因子的变化曲线并确定了最大应力强度因子所在位置为出现氢腐蚀分层现象的化工设备的安全评估提供了重要的依据.     

小型化快响应软X射线探测器研究

研制了用于探测脉宽为亚纳秒级软X射线脉冲的小型化X射线探测器,对该类结构的X射线探测器的响应时间参数进行了理论分析与计算。根据理论分析与计算结果,采用基于有限元法的电磁场仿真软件HFSS10.0对该探测器的探测二极管进行了电磁场建模与仿真,并根据传输线理论对传输超宽带信号的同轴输出通路进行了优化设计,采用超薄高介电强度薄膜构成大存储电容的新方式,解决了设计该类高速探测器中存在的大存储电容与耐高压的技术难题。在“神光Ⅲ原型激光装置”上对该探测器进行了实验考核。实验结果表明,探测器的响应时间可达51 ps。此外,还对设计该类高速响应探测器时某些物理学方面的考虑进行了讨论。     

量子磁盘表面磁场分布模拟

量子磁盘由于记录点尺寸很小,用常规的磁场测量方法无法对其表面磁场分布数值图进行测试。为了证实量子磁盘的可行性,该文对量子磁盘表面的磁场分布用有限元软件进行模拟计算,在假设量子磁盘的磁化方向为水平磁化的前提下,得到了圆形量子点直径为20 nm;量子点间距离为10 nm;方形量子点边长为20 nm,间距为20 nm的情况下量子磁盘的二维表面磁场分布图,证实了其表面磁场分布具有明显的周期性,周期长度为量子点大小加上量子点间距离。并且所得到的磁场分布图为量子磁盘的理论研究提供了一定的参考数据。     

基于有限元法的永磁缓速器涡流场分析

为了提高缓速器气隙磁场和制动力矩计算精度,将矢量磁位法应用到永磁缓速器涡流场有限元计算中,并考虑转子磁导率的非线性以及涡流产生磁场对永磁体磁场削弱作用.应用电磁场有限元仿真软件,采用混合自动剖分技术,得到缓速器电磁场数值解.试验结果表明,静态工作间隙磁感应强度计算值与试验值误差在5%以下,永磁缓速器制动力矩数值计算值与试验值吻合较好.     

二次B-Spline时域基函数的TDFEM的应用

提出了时域有限元法(TDFEM)的一种新的基函数—二次B-spline时域基函数.首先简述了时域有限元法的原理和基本公式;然后提出了新型的基于B-spline函数的条件稳定和无条件稳定的时域有限元法方案,并应用于三维电磁辐射问题.通过典型的算例对这两种方案的精度、运算时间进行了比较,证实了基于二次B-spline函数的时域有限元法的有效性.通过稳定性理论分析得出该算法的精确稳定性,并且通过数值计算的结果得到验证.     

三维粗糙面散射中IRBC的FFT加速算法

对于粗糙表面等以平面结构为主体的散射问题,迭代Robin边界条件( IRBC )残值计算最耗时的部分是结构上方大范围的平面虚拟边界。为减少运算量,加快计算速度,将IRBC的积分方程转化为二维卷积形式,导出快速傅立叶变换加速计算的公式。通过有限元法数值模拟三维随机粗糙表面的电磁散射,验证了方法的精度与效率。     

基于有限元方法的单搭接接头可靠性设计

将概率统计的设计观念引入单搭接粘接接头,通过有限元分析方法分析了对粘接接头力学性能影响较大的因素,并在抽样100次的情况下,分析了单搭接粘接接头失效的概率。结果表明,该模型可以有效地反映接头的实际情况,为粘接结构的可靠度设计提供了依据。     

大直径桩沉降敏感性的数值分析

以某桥梁大直径桩为例,采用弹塑性有限元法分析了桩周土、桩端土以及桩土界面特性等因素对大直径桩沉降的影响。土体本构关系采用Drucker—Prager弹塑性模型,桩身混凝土采用线弹性模型,而桩土界面采用接触面单元进行模拟。结果表明：该桩的荷栽一沉降曲线为缓变形,无陡降段,其极限承栽力应以桩顶沉降来控制,在10．2MN的设计荷载作用下,桩顶沉降仅为14．94mm,具有较大的安全储备;在各影响因素中,桩周土对该桩沉降的影响最敏感,其次为桩端土;在工程实践中,提高桩周土强度、合理选择持力层以及避免破坏桩土界面强度是减少桩基沉降、保证上部结构安全性的有效手段。