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流固耦合问题的描述方法及分类简化准则 被引量：47
1
作者 朱洪来 白象忠 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期92-99,共8页
在流固耦合的工程实际问题中的大多数情况下,弹性薄壁构件的变形为几何非线性,再加上流体方程的非线性,将导致流体和弹性体相互作用界面上的强非线性。在界面上便可以结合拉格朗日法和欧拉法建立方程和接触条件。其方法主要有单一拉格... 在流固耦合的工程实际问题中的大多数情况下,弹性薄壁构件的变形为几何非线性,再加上流体方程的非线性,将导致流体和弹性体相互作用界面上的强非线性。在界面上便可以结合拉格朗日法和欧拉法建立方程和接触条件。其方法主要有单一拉格朗日法、单一欧拉法、相容拉格朗日-欧拉法和任意拉格朗日-欧拉法四种方法。引入描述弹性体变形特征的数值m、n、k和描述流体运动特征的数值λ、ν,可将流固耦合问题进行分类。在流体弹性力学理论的基础上,介绍了流固耦合问题界面相互作用的描述方法,并根据诺沃日洛夫BB(НовожиловВВ)在非线性弹性力学中,从几何非线性方面对弹性力学问题的分类方法出发,对流体弹性力学中的流固耦合问题进行分类,由此,可为按类别对运动学条件、动力学条件及界面上的接触条件进行相应的简化提供可靠的依据。 展开更多
关键词 流固耦合 相容拉格朗日-欧拉法 单一拉格朗日法 任意拉格朗日-欧拉法 几何非线性 分类简化准则
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ALE有限元方法研究及应用 被引量：27
2
作者 岳宝增 李笑天 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2002年第2期7-11,共5页
将 ＡＬＥ（Ａｒｂｉｔｒａｒｙ Ｌａｇｒａｎａｇｉａｎ－Ｅｕｌｅｒｉａｎ）描述引入到有限元方法中，从而使有限元方法在解决大范围自由移动边界问题，特别是液体大幅晃动、流－固耦合、加工成型、接触、大变形等问题时获得极大成功... 将 ＡＬＥ（Ａｒｂｉｔｒａｒｙ Ｌａｇｒａｎａｇｉａｎ－Ｅｕｌｅｒｉａｎ）描述引入到有限元方法中，从而使有限元方法在解决大范围自由移动边界问题，特别是液体大幅晃动、流－固耦合、加工成型、接触、大变形等问题时获得极大成功．本文综述了ＡＬＥ有限元方法的研究现状以及在不同领域的应用，并对今后的研究及应用做了展望． 展开更多
关键词 LAE描述 有限元法 流-固耦合 大变形 自由移动边界 液体晃动 流体动力学
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膜结构风振响应中的流固耦合效应研究进展 被引量：34
3
作者 沈世钊 武岳 《建筑科学与工程学报》 CAS 2006年第1期1-9,共9页
对膜结构风振响应中的流固耦合效应进行了探讨,介绍了解决该问题的两种思路:简化气弹模型方法和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟方法。简化气弹模型方法是先将流固耦合效应用附加质量和气动阻尼的形式来表达,... 对膜结构风振响应中的流固耦合效应进行了探讨,介绍了解决该问题的两种思路:简化气弹模型方法和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟方法。简化气弹模型方法是先将流固耦合效应用附加质量和气动阻尼的形式来表达,再通过某些近似解析理论和气弹模型风洞试验来确定附加质量和气动阻尼的大小。计算流体力学数值模拟方法则是将计算流体力学技术和计算结构力学技术整合在一个有限元程序中,通过数值模拟得到结构流固耦合响应的全过程信息。基于这两种方法,开展了相应的理论推导、风洞试验和数值模拟工作,获得了关于风与膜结构相互作用机理的一些初步认识。最后提出了一种具有操作性的简化数值分析方法并给出了算例。研究结果表明:流固耦合效应对结构风振响应的影响在多数情况下是有利的,即考虑流固耦合效应的风振响应分析结果要比不考虑流固耦合时小30%左右,但也不排除在某些特殊情况下因出现气弹失稳而导致结构异常破坏的可能性。 展开更多
关键词 张力结构 风振响应 流固耦合 风洞试验 CFD数值模拟
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高压水射流破岩钻孔过程的理论研究 被引量：38
4
作者 王瑞和 倪红坚 《石油大学学报（自然科学版）》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期44-47,共4页
对高压水射流破岩钻孔的试验结果、岩石内孔隙流体的运动规律以及水射流破岩过程中的能量分布变化趋势进行了分析 ,对高压水射流破岩钻孔过程进行了系统的研究。研究结果表明 ,高压水射流破岩钻孔过程分为两个阶段 ,初期以应力波作用为... 对高压水射流破岩钻孔的试验结果、岩石内孔隙流体的运动规律以及水射流破岩过程中的能量分布变化趋势进行了分析 ,对高压水射流破岩钻孔过程进行了系统的研究。研究结果表明 ,高压水射流破岩钻孔过程分为两个阶段 ,初期以应力波作用为主 ,形成岩石损伤破坏的主体 ;后期以射流准静态压力作用为主 ,主要是使岩石孔眼直径扩大。水射流破岩钻孔过程中射流和岩石的相互作用以界面耦合为主 ,水射流的冲击载荷在岩石内产生的应力波和射流准静态压力共同作用使岩石破碎 ,其中应力波的作用占主导地位。 展开更多
关键词 高压水射流 破岩钻孔 理论研究 岩石破碎 流—固耦合作用 应力波 准静态压力
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液压管路流固耦合振动机理及控制研究现状与发展 被引量：41
5
作者 权凌霄 孔祥东 +1 位作者 俞滨 白欢欢 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第18期175-183,共9页
液压管路系统由于存在多物理场、多尺度及流固耦合非线性等特性,因此其振动特性复杂,且危害很大。又由于工业生产的需求,液压系统正逐步向高压高速和高功重比方向发展,又使得液压管路振动的产生和传播机理变得更为复杂。因此有必要对液... 液压管路系统由于存在多物理场、多尺度及流固耦合非线性等特性,因此其振动特性复杂,且危害很大。又由于工业生产的需求,液压系统正逐步向高压高速和高功重比方向发展,又使得液压管路振动的产生和传播机理变得更为复杂。因此有必要对液压管路的振动机理和控制方法及其研究现状进行总结和分析。阐述液压管路振动的危害性和复杂性,并结合近十年来国内外专家学者对于液压管路振动模型的研究内容,在对考虑多场、多尺度及流固耦合因素影响的液压管路振动机理进行总结的基础上,对液压管路流固耦合线性化动力学模型和非线性振动模型的研究成果进行分析,并对液压管路被动、主动及半主动振动控制的研究进展及研究成果进行评述,在此基础上提出今后液压管路系统流固耦合振动机理及振动控制研究的发展趋势。 展开更多
关键词 液压管路振动 流固耦合 振动控制 流量脉动
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裂缝性低渗透油藏流-固耦合理论与数值模拟 被引量：15
6
作者 刘建军 张盛宗 +1 位作者 刘先贵 胡雅礽 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期779-784,共6页
根据裂缝性低渗油藏的储层特征,建立适合裂缝性砂岩油藏渗流的等效连续介质模型。将渗流力学与弹塑性力学相结合,建立裂缝性低渗透油藏的流-固耦合渗流数学模型,并给出其数值解.通过数值模拟对一实际井网开发过程中孔隙度、渗透率的变... 根据裂缝性低渗油藏的储层特征,建立适合裂缝性砂岩油藏渗流的等效连续介质模型。将渗流力学与弹塑性力学相结合,建立裂缝性低渗透油藏的流-固耦合渗流数学模型,并给出其数值解.通过数值模拟对一实际井网开发过程中孔隙度、渗透率的变化以及开发指标进行计算,并和刚性模型以及双重介质模型的计算结果进行了分析比较. 展开更多
关键词 裂缝性 低渗透油藏 流-固耦合 数值模拟 渗透率
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基于扩展有限元的页岩水力压裂数值模拟 被引量：35
7
作者 曾青冬 姚军 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第11期1239-1248,共10页
考虑裂缝内流体流动和周围岩石应力变形,建立了页岩人工裂缝扩展的数学模型,分别采用有限元和扩展有限元求解裂缝流场和岩石应力场,并通过Picard迭代方法耦合求解,计算结果与经典模型结果吻合,验证了模型正确性.在此基础上,分析了岩石... 考虑裂缝内流体流动和周围岩石应力变形,建立了页岩人工裂缝扩展的数学模型,分别采用有限元和扩展有限元求解裂缝流场和岩石应力场,并通过Picard迭代方法耦合求解,计算结果与经典模型结果吻合,验证了模型正确性.在此基础上,分析了岩石弹性模量、Poisson(泊松)比和注入速度对裂缝几何形态的影响以及水力裂缝任意角度逼近天然裂缝扩展动态.结果表明:弹性模量和注入速度对裂缝形态具有重要影响,而Poisson比对裂缝形态影响较小;随着页岩脆性增高,压裂裂缝趋于"长窄型"扩展;地应力差和逼近角越大,水力裂缝越易贯穿天然裂缝;水力裂缝与天然裂缝相交处裂缝宽度存在相对较大的降低;扩展有限元方法避免了计算过程中的网格重构与网格加密,减少了计算量,该模型可以为页岩压裂设计提供理论指导. 展开更多
关键词 水力压裂 裂缝扩展 天然裂缝 流固耦合 扩展有限元
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大型水电站厂房振动问题研究综述 被引量：31
8
作者 尚银磊 李德玉 欧阳金惠 《中国水利水电科学研究院学报》 北大核心 2016年第1期48-52,59,共6页
随着水电站水轮机组单机出力和尺寸日益增大,特别是抽水蓄能电站的运行水头和转速不断提高,机组的水力稳定性与厂房结构振动等问题日益突出。本文从厂房结构振源、厂房结构自振特性和厂房结构动力响应分析三方面总结了大型水电站厂房振... 随着水电站水轮机组单机出力和尺寸日益增大,特别是抽水蓄能电站的运行水头和转速不断提高,机组的水力稳定性与厂房结构振动等问题日益突出。本文从厂房结构振源、厂房结构自振特性和厂房结构动力响应分析三方面总结了大型水电站厂房振动相关的研究和应用成果。结果表明,建立全耦合整体仿真模型对于推动大型水电站厂房振动问题研究的发展具有积极意义。同时,对有待于进一步研究的问题提出了展望。 展开更多
关键词 自振特性 流固耦合 厂房结构 压力脉动 影响因素
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裂缝性低渗透油藏流固耦合渗流分析 被引量：14
9
作者 刘建军 裴桂红 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期36-39,共4页
在低渗透油田的开发过程中 ,油藏流体渗流和储层岩土之间存在明显的耦合作用。本文首先研究给出了低渗裂缝性储层孔渗参数的等效方法 ,然后将渗流力学和岩土力学相结合 ,给出了低渗透裂缝性储层流固耦合渗流的数学模型 ,该模型不仅可以... 在低渗透油田的开发过程中 ,油藏流体渗流和储层岩土之间存在明显的耦合作用。本文首先研究给出了低渗裂缝性储层孔渗参数的等效方法 ,然后将渗流力学和岩土力学相结合 ,给出了低渗透裂缝性储层流固耦合渗流的数学模型 ,该模型不仅可以反映基质孔渗参数在开发中的变化 ,而且更能反映裂缝开度变化所引起的渗透率变化 ,而这对于低渗透裂缝性油田而言十分重要。最后对一实际井网进行了流固耦合油藏数值模拟 。 展开更多
关键词 低渗透储层 流固耦合 孔隙度 渗透率 数值模拟 油气田开发 孔渗参数
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双层柱壳的流固耦合模态计算与试验研究 被引量：23
10
作者 谢志勇 周其斗 纪刚 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2009年第2期97-101,共5页
采用结构有限元和内域流体有限元的流固耦合计算方法,对球壳及其内域流体进行有限元离散计算,并将计算所得的模态振动频率与理论结果进行了比较。采用同样的方法,进一步对加筋双层圆柱壳进行了流固耦合的复特征值分析,并求解了其固有频... 采用结构有限元和内域流体有限元的流固耦合计算方法,对球壳及其内域流体进行有限元离散计算,并将计算所得的模态振动频率与理论结果进行了比较。采用同样的方法,进一步对加筋双层圆柱壳进行了流固耦合的复特征值分析,并求解了其固有频率和振型。试验分别对双层柱壳充水和不充水情况下模态和模态频率进行了测量,结果证实了数值计算方法的正确性。 展开更多
关键词 流固耦合 有限元 双层柱壳 模态分析 复特征值分析
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流固耦合下含夹层阻尼的多层金属波纹管刚度和阻尼研究 被引量：22
11
作者 刘永刚 司东宏 +2 位作者 马伟 余永健 谢金法 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期74-81,共8页
针对含夹层阻尼的多层金属波纹管,通过理论分析、数值模拟和试验的方法,研究波纹管的阻尼和刚度的分析和试验方法。采用模态应变能法,利用有限元软件ANSYS分析多层波纹管的损耗因子和轴向刚度。根据波纹管在管路中的应用情况,分析流固... 针对含夹层阻尼的多层金属波纹管,通过理论分析、数值模拟和试验的方法,研究波纹管的阻尼和刚度的分析和试验方法。采用模态应变能法,利用有限元软件ANSYS分析多层波纹管的损耗因子和轴向刚度。根据波纹管在管路中的应用情况,分析流固耦合下多层波纹管的力学性能。建立管路系统模拟平台,试验研究波纹管在管路系统的刚度和阻尼性能。数值分析得到损耗因子随着波数、层数和壁厚的变化规律。为了降低管道系统的噪声,可以选用多波数、多层或者较小阻尼层和金属层厚度的波纹管;得到轴向压缩刚度随波数、金属层弹性模量和壁厚的变化规律。为了提高波纹管的位移补偿能力,可以选择多波数、较小弹性模量的金属层或者较小壁厚的波纹管;得到轴向变形随着流体速度和压力的变化规律。试验得到波纹管在模拟管路系统中的刚度和阻尼比随着水压变化的规律,为含夹层阻尼的多层金属波纹管的优化设计提供理论指导。 展开更多
关键词 波纹管 有限元 阻尼 刚度 流固耦合
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基于离心泵全流场的流固耦合分析 被引量：22
12
作者 黄思 张雪娇 +1 位作者 宿向辉 区国惟 《流体机械》 CSCD 北大核心 2015年第11期38-42,共5页
运用ANSYS workbench软件,选取IS100-65-200型单级单吸离心泵作为研究对象,对离心泵包括叶轮、螺母和轴等转子系统进行单向流固耦合分析。在流固耦合计算中,施加到固体结构的流场载荷不仅有叶轮和蜗壳内部流场,同时还考虑了叶轮前后腔... 运用ANSYS workbench软件,选取IS100-65-200型单级单吸离心泵作为研究对象,对离心泵包括叶轮、螺母和轴等转子系统进行单向流固耦合分析。在流固耦合计算中,施加到固体结构的流场载荷不仅有叶轮和蜗壳内部流场,同时还考虑了叶轮前后腔的流场载荷;对转子系统力学分析仅对轴承与轴接触处采用轴向和径向约束较符合实际的约束条件。此外,为了解泵转子系统的固有频率和临界转速等问题,本文还对转子系统进行了模态分析,得到了其固有频率和振型,并将计算得到的临界转速与常规的临界转速计算结果进行了对比分析。 展开更多
关键词 离心泵 流固耦合 应力变形 模态分析 临界转速
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风机塔筒流固耦合分析与受力监测研究 被引量：22
13
作者 彭文春 邓宗伟 +1 位作者 高乾丰 董辉 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期136-142,共7页
为研究大型风力机塔筒在随机风荷载下的受力和变形特性,用AR法模拟脉动风,基于ABAQUS协同仿真平台对风力机进行流固耦合分析,得到了塔筒的内力和变形,并与常规静力计算结果和实测结果做了相关对比。分析表明:塔筒最大应力出现在底、中... 为研究大型风力机塔筒在随机风荷载下的受力和变形特性,用AR法模拟脉动风,基于ABAQUS协同仿真平台对风力机进行流固耦合分析,得到了塔筒的内力和变形,并与常规静力计算结果和实测结果做了相关对比。分析表明:塔筒最大应力出现在底、中段塔筒的连接部位,门洞因洞轴线与主风向垂直并设有门框,其周围未出现明显应力集中;忽略塔身风荷载会对塔筒最大应力控制点的位置造成偏差,考虑脉动风的流固耦合分析所得结果与实测结果接近,可较真实地反映塔筒内力和变形随时间的变化特性。 展开更多
关键词 风机塔筒 流固耦合 脉动风模拟 ABAQUS仿真 现场监测
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大型水电站厂房结构流固耦合振动特性研究 被引量：19
14
作者 张辉东 周颖 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期134-137,111,共5页
浅析了流固耦合振动机理,探讨了流固耦合振动问题的分析方法,分析了厂房结构同流体相互作用的复杂的边界条件,并利用强耦合法把有限元理论和声场理论结合起来,计算了某大型水电厂房流固耦合振动特性,并与无流体存在情况下的厂房振动特... 浅析了流固耦合振动机理,探讨了流固耦合振动问题的分析方法,分析了厂房结构同流体相互作用的复杂的边界条件,并利用强耦合法把有限元理论和声场理论结合起来,计算了某大型水电厂房流固耦合振动特性,并与无流体存在情况下的厂房振动特性进行了比较,详细阐述了两者之间的藕联特点：流体的存在对发电机层以上结构和下游副厂房结构的振型无明显影响,但对于蜗壳外围大体积混凝土结构影响却较大,其对应振型的频率值相差在10%～25%之间。对于解决水电厂房结构与流体耦合振动问题的三维数值模拟提供了一种可靠而有效的方法,同时,对于解决其它类型的流固耦合问题也具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 大型水电站 流固耦合 振动 有限元 声场理论 三维模拟
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考虑流固耦合效应的水下盾构隧道受力特性 被引量：19
15
作者 齐春 何川 封坤 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期306-311,330,共7页
为探讨水下盾构隧道施工期流固耦合效应对管片衬砌结构受力的影响，以广-深-港（广州—深圳—香港）铁路客运专线狮子洋越江盾构隧道为依托，建立了该盾构隧道数值分析模型，计算作用在管片结构上的水压，并对隧道施工和运营期间管片结... 为探讨水下盾构隧道施工期流固耦合效应对管片衬砌结构受力的影响，以广-深-港（广州—深圳—香港）铁路客运专线狮子洋越江盾构隧道为依托，建立了该盾构隧道数值分析模型，计算作用在管片结构上的水压，并对隧道施工和运营期间管片结构所受外荷载、内力进行了原位测试；将计算水压力施加到梁-弹簧模型上，得到考虑施工期流固耦合效应的盾构隧道结构受力。研究结果表明：受注浆压力影响，目标环管片刚脱环3-5环时，所受水压力波动较大；脱环10环后，随注浆压力的逐渐消散和流固耦合效应的消失，管片所受水压力接近于该处的静水压力。 展开更多
关键词 水下盾构隧道 施工期 流固耦合 梁-弹簧模型 现场测试
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低渗裂缝性储层渗透性能变化的动态模拟 被引量：12
16
作者 刘建军 刘先贵 曾流芳 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2001年第4期543-545,共3页
油井暴性水淹是裂缝性砂岩油田开发的普遍特征,这主要是开发过程中注水引起裂缝开启、扩展所致。根据有效压力变化对孔隙度、渗透率变化规律的实验研究结果,给出了储层渗流场和岩土变形场耦合关系式,考虑裂缝渗流的各向异性特征,给出裂... 油井暴性水淹是裂缝性砂岩油田开发的普遍特征,这主要是开发过程中注水引起裂缝开启、扩展所致。根据有效压力变化对孔隙度、渗透率变化规律的实验研究结果,给出了储层渗流场和岩土变形场耦合关系式,考虑裂缝渗流的各向异性特征,给出裂缝性低渗透储层孔隙度、渗透率的简单计算方法,利用油藏流固耦合理论,对一五点井网先采用衰竭式开采,后注水的开发过程中,孔隙度、渗透率的变化情况进行了数值模拟。对于合理确定注水压力及井网的合理布置,防治水窜及暴性水淹等具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 应力强度因子 流固耦合 动态模拟 油田开发 低渗裂缝性储层 渗透性能 油井暴性水淹
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离心叶轮几何形变对气动性能的影响 被引量：17
17
作者 王宏亮 席光 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期46-50,共5页
将数值流场分析方法与有限元方法相结合，利用流固耦合技术，由黏性流场分析得到流场的压力分布，并将其作为气动载荷施加于叶片表面进行应力应变分析．再对叶轮施加离心力载荷，分析离心叶轮叶片的变形情况，从结果中提取网格结点变形... 将数值流场分析方法与有限元方法相结合，利用流固耦合技术，由黏性流场分析得到流场的压力分布，并将其作为气动载荷施加于叶片表面进行应力应变分析．再对叶轮施加离心力载荷，分析离心叶轮叶片的变形情况，从结果中提取网格结点变形量，对叶片坐标进行修正得到工作状态下叶片的型线，并再次进行流场分析．为研究叶轮工作状态下叶顶间隙的变化对叶轮性能的影响，在固定转速下分别计算了3种叶顶间隙分布情况下的叶轮性能．研究表明：气动载荷下的叶片形变量仅占总体载荷下形变量的1％到3%左右，工作状态下叶片最大形变位置为叶顶叶尖；变形的叶根与叶顶向轮盖靠近，造成叶顶间隙减小；在叶顶间隙为0．5mm时，叶轮出口间隙减小量最大达到原间隙的50％；由于叶顶间隙以及叶片型线的变化，使得离心叶轮等熵效率在小流量时下降0．9％～1．8％． 展开更多
关键词 离心叶轮 叶片形变 流固耦合 气动性能 叶顶间隙
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磨粒建模方法与切削过程仿真研究 被引量：17
18
作者 宿崇 许立 +1 位作者 李明高 马纪军 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2130-2135,共6页
针对砂轮表面上磨粒形状不规则、尺寸不确定的几何特征,研究了模拟实际磨粒的几何建模方法。采用随机空间平面切分正六面体的方法构建了具有实际磨粒几何特征的不规则多面体结构磨粒。基于LS-DYNA软件,采用流固耦合有限元法模拟了不规... 针对砂轮表面上磨粒形状不规则、尺寸不确定的几何特征,研究了模拟实际磨粒的几何建模方法。采用随机空间平面切分正六面体的方法构建了具有实际磨粒几何特征的不规则多面体结构磨粒。基于LS-DYNA软件,采用流固耦合有限元法模拟了不规则多面体结构磨粒的切削过程。分析切削过程中工件材料的应力分布规律与切削变形规律,得出结论:工件材料的加工应力主要集中在与磨粒切削刃及棱角接触的区域;切屑沿磨粒挤压前面向上流动,并于挤压面法向方向上流出;磨粒挤压前角的增大有利于切屑的形成。利用陶瓷立方氮化硼(CBN)砂块进行了磨粒划擦试验,试验结果证实了磨粒切削仿真结果的准确性。 展开更多
关键词 磨削 磨粒 建模 切削仿真 流固耦合
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海洋隔水管涡激振动的三维数值模拟研究 被引量：16
19
作者 王成官 王嘉松 +3 位作者 田中旭 乔信起 蒋世全 许亮斌 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2011年第4期437-443,共7页
流体场采用k-ω湍流模型进行三维CFD数值模拟,固体场采用基于三维实体单元的有限元方法进行模拟,通过一种新的方法实现流-固耦合交界面的无缝数据交换,参考Lehn(2003)长径比为482的模型实验完成隔水管流向与横向涡激振动的三维数值模拟... 流体场采用k-ω湍流模型进行三维CFD数值模拟,固体场采用基于三维实体单元的有限元方法进行模拟,通过一种新的方法实现流-固耦合交界面的无缝数据交换,参考Lehn(2003)长径比为482的模型实验完成隔水管流向与横向涡激振动的三维数值模拟。模拟结果与实验结果吻合良好,都反映了多阶振动模态特性。引入激发速度解释了多阶振动模态的现象。进一步分析表明,大长径比柔性隔水管发生涡激振动时流场尾流区涡的脱落呈现多种涡结构模式,尾涡动力特性在不同截面的变化体现出明显的三维特征。同时隔水管振动时出现非对称弯曲大变形现象,运动轨迹呈现变形的"8"字形。研究同时表明,顺流向的振动响应不可忽略。 展开更多
关键词 隔水管 涡激振动 流固耦合 计算流体力学 数值模拟
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基于非饱和土渗流理论的尾矿库流固耦合分析 被引量：16
20
作者 汤卓 谢建斌 +2 位作者 李丞文 卢海军 胡井友 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期994-1001,共8页
基于非饱和土渗流理论,针对某上游法尾矿库工程地质、水文地质条件以及库内尾矿的物理力学性能试验成果,建立了尾矿库三维有限元模型,研究了尾矿的土-水交互特征曲线,分析了尾矿库的渗流场、应力场以及流固耦合效应,总结出了上游法尾矿... 基于非饱和土渗流理论,针对某上游法尾矿库工程地质、水文地质条件以及库内尾矿的物理力学性能试验成果,建立了尾矿库三维有限元模型,研究了尾矿的土-水交互特征曲线,分析了尾矿库的渗流场、应力场以及流固耦合效应,总结出了上游法尾矿库流固耦合计算规律。结果表明:(1)与不考虑流固耦合作用相比,考虑流固耦合作用时尾矿库堆积坝内浸润线平均埋深更符合实际、更趋合理;(2)与不考虑流固耦合作用相比,考虑流固耦合作用时尾矿库内正孔隙水压力更大,而考虑流固耦合作用时尾矿库内负孔隙水压力则更小;(3)与不考虑流固耦合作用相比,考虑流固耦合作用时尾矿库内最大Von-Mises应力和最大切应力均更小;(4)连续流固耦合只需耦合计算1次,完全流固耦合则需多次耦合计算,完全流固耦合作用时的计算精度随耦合计算次数增加而趋于精确,尾矿库流固耦合分析宜采用完全流固耦合分析方法。 展开更多
关键词 流固耦合 非饱和土渗流 三维有限元 渗流场 应力场 尾矿库
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