摘要:

研究了三维渗流的自适应有限元法,建立了集成网格自动剖分、渗流有限元分析、网格调整、后处理等四大模块的四面体单元h型自适应系统.给出的算例证实了系统的有效性和优越性.

摘要:

提出了一种由平面三角网格自动生成三维空间四面体单元网格的方法,其基本思路是将含水层平面分成三角形单元网格,将每个三角形沿垂直方向对应一个三棱柱,作为最初的三棱柱;依次将每个三棱柱按照潜水面位置和分层信息划分成不同数目的四面体,从而生成三维空间四面体单元网格.剖分结果表明,此方法综合考虑了潜水面的位置和各含水层顶底板的起伏情况,能够简洁地生成层面起伏的空间四面体网格,特别适用于刻画潜水面波动、含水层顶底板起伏和存在透镜体或岩性缺失等含水层结构复杂的情况下,自动地剖分并生成单元信息,为三维计算的实现奠定了基础.

摘要:

三维裂纹前缘布置结构化网格是一项耗时且困难的工作。以二次四面体单元虚拟裂纹闭合法（VC‐CM）为基础，提出基于几何特征的三维裂纹建模方法，阐述应用四面体单元在ABAQUS上进行三维裂纹建模的实现细节；应用Python编程语言结合NumPy和SciPy开源科学计算库开发参数化三维裂纹分析程序包，实现三维裂纹问题分析的全流程自动化；数值算例和文献中的结果吻合很好，表明本文建模方法是准确且可靠的，全模型采用常规四面体单元，提高了三维裂纹自动化建模的稳定性和鲁棒性。

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采用不规则四面体单元做模型剖分,实现了三维复杂层状各向异性TI介质中多次(透射、反射及转换)波的追踪计算,弥补了现行算法主要采用规则网格计算多次波的不足.根据介质的5个弹性参数及其对称轴倾角和走向,计算主节点上qP、qSV和qSH波群速度,由此线性插值得到次级节点的群速度值;然后采用不规则最短路径算法、并结合分区多步计算技术实现多次波追踪计算.均匀各向异性介质中计算出的数值解与解析解吻合,验证了算法的有效性.复杂层状模型数值模拟结果表明:采用不规则四面体单元可有效拟合起伏地表及地下不规则速度间断面,同时该算法适用于任意倾角的TI介质,且不受各向异性强度限制.

摘要:

为了增强拓扑优化计算对任意复杂模型的适应性，改进基于线性四面体有限元的拓扑优化结果，引入了一种新型高精度的基于面光滑有限元模型(FS-FEM)来进行拓扑优化，通过每次迭代时提供很好的梯度解及位移解，从而达到改善拓扑优化结果的目的。在基于面光滑有限元模型的拓扑优化中，以柔度最小作为目标函数，建立了基于固体各向同性材料惩罚插值(SIMP)的拓扑优化数学模型，该数学模型通过最优准则进行求解。多个不同载荷的拓扑优化数值算例说明，采用基于面光滑有限元进行拓扑优化，结果都能够单调收敛，且采用该方法建立的拓扑优化模型能抑制棋盘格现象。与商业软件OptiStruct的计算比较表明，该方法相比有限元方法能得到更合理的拓扑结构。

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针对含起伏地表、不规则反射界面及速度异常体的复杂模型的走时正、反演问题,本文采用四面体单元进行模型参数化,实现多震相地震射线的追踪计算,且推导了四面体单元下走时关于速度、走时关于反射点深度的偏导数计算公式;结合共轭梯度法求解带约束的阻尼最小二乘反演问题,实现了多震相走时联合及同时反演成像;通过在同时反演中对不同种类Jacobi偏导元素做归一化处理,有效解决了不规则界面存在散射而导致的散射点所在区域射线过密、速度和界面过度更新问题.数值模拟结果表明:采用四面体单元进行模型参数化,复杂模型正演计算结果具有较高精度;同时反演可准确刻画不规则反射界面和速度异常体.因此,本文提出的走时成像方法具有有效性和实用性.

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高烈度地震区的水闸闸室结构强度必须采用动力法进行分析计算,可用于结构动力分析的程序较多.本文结合工程实例介绍应用SAP84程序进行闸室结构抗震动力分析计算方法.

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复杂地形条件下的电阻率异常解释是十分困难的:①地形的起伏改变了地下电流场,使其分布规律不同于水平地电条件下的电流场;②在实际的观测过程中,测点至场源的距离与地表水平情况的差异直接影响到了正常的解释工作.针对这一实际工作中遇到的问题,运用四面体单元的三维有限元数值方法对复杂条件下的电阻率异常进行了理论研究,文中选用了几例典型地质模型.结果表明,采用四面体单元的有限元法研究复杂条件的影响是可行的,有效的.

摘要:

针对以四面体为基本单元的构架式空间可展开天线,基于螺旋理论分析了多环耦合机构3RR-3RRR基本单元及多单元组网的自由度,降低分析此构架单元过约束与奇异性的复杂性.首先,根据螺旋理论能同时表示运动副轴线的位置和运动副类型的特点,建立了3RR-3RRR单元各铰链的运动螺旋并求解出单元过约束数;其次,运用修正的Kutzbach-Grübler公式求解出此单元的自由度,并分析出在特殊位形下的奇异性和瞬时性;最后,多单元组网成一个复杂耦合机构,采用等效构型的方法简化组网结构可得此天线反射器收展所需自由度,再通过计算各花盘的相对间距来验证构架可展开天线的收展协调性.研究表明构架式天线反射器3RR-3RRR四面体单元为单自由度机构且含有4个过约束,便于机构的展开控制,在同步杆铰链处于特殊位形下有约束奇异.组网后反射器桁架系统是单自由度机构,机构在单驱动运动过程中可展开完全,实现构架可展开天线各杆件在工作时运动协调,在空间机构领域具有良好的应用性.

摘要:

提出了一种由平面三角网格自动生成三维空间四面体单元网格的方法,其基本思路是将含水层平面分成三角形单元网格,将每个三角形沿垂直方向对应一个三棱柱,作为最初的三棱柱;依次将每个三棱柱按照潜水面位置和分层信息划分成不同数目的四面体,从而生成三维空间四面体单元网格.剖分结果表明,此方法综合考虑了潜水面的位置和各含水层顶底板的起伏情况,能够简洁地生成层面起伏的空间四面体网格,特别适用于刻画潜水面波动、含水层顶底板起伏和存在透镜体或岩性缺失等含水层结构复杂的情况下,自动地剖分并生成单元信息,为三维计算的实现奠定了基础.