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流固耦合理论与算法评述 被引量：35
1
作者 陈锋 王春江 周岱 《空间结构》 CSCD 北大核心 2012年第4期55-63,共9页
介绍了流固耦合的基本理论和算法,包括流固耦合问题的基本概念与耦合机理的分类,探讨了强耦合和弱耦合算法的计算流程与适用范围,阐述了任意拉格朗日欧拉法、无网格法、特征线分离算法及基于流动条件插值的有限元法等流固耦合分析方法.... 介绍了流固耦合的基本理论和算法,包括流固耦合问题的基本概念与耦合机理的分类,探讨了强耦合和弱耦合算法的计算流程与适用范围,阐述了任意拉格朗日欧拉法、无网格法、特征线分离算法及基于流动条件插值的有限元法等流固耦合分析方法.述评了近年来流固耦合理论在土木工程领域的应用发展,并对流固耦合理论的研究与应用进行了展望. 展开更多
关键词 流固耦合 ALE法 无网格法 cbs有限元法 FCBI有限元法
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不可压缩粘性流动的CBS有限元解法 被引量：3
2
作者 孙旭 张家忠 +1 位作者 周志宏 徐忠 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期862-867,共6页
对于二维不可压缩粘性流动,首先通过坐标变换的方式得到了的不含对流项的NS方程,并给出了CBS有限元方法求解的一般过程。结合一类同时含有压力和速度的出口边界条件,对方腔顶盖驱动流、后向台阶绕流和圆柱绕流进行了计算。所得结果与基... 对于二维不可压缩粘性流动,首先通过坐标变换的方式得到了的不含对流项的NS方程,并给出了CBS有限元方法求解的一般过程。结合一类同时含有压力和速度的出口边界条件,对方腔顶盖驱动流、后向台阶绕流和圆柱绕流进行了计算。所得结果与基准解符合良好,验证了CBS算法对于定常、非定常粘性不可压缩流动问题的可行性和所用出口边界条件的无反射特性。特别的,对于圆柱绕流,Re=100时非定常升、阻力系数及漩涡脱落等非定常都得到了较好地模拟,为一进步研究自激振动等更加复杂的非定常流动问题奠定了基础。 展开更多
关键词 cbs 有限元 方腔顶盖驱动流 后向台阶绕流 圆柱绕流
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弹性薄膜类流固耦合问题的CBS有限元分析 被引量：3
3
作者 孙旭 张家忠 黄必武 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期787-791,共5页
提出了一种不可压缩流体与弹性薄膜耦合问题的特征线分裂有限元解法.首先,给出了流场和结构的控制方程.然后,对流场、结构以及流固耦合的具体求解过程进行了描述.其中,流场求解采用改进特征线分裂方法和双时间步方法相结合的隐式求解方... 提出了一种不可压缩流体与弹性薄膜耦合问题的特征线分裂有限元解法.首先,给出了流场和结构的控制方程.然后,对流场、结构以及流固耦合的具体求解过程进行了描述.其中,流场求解采用改进特征线分裂方法和双时间步方法相结合的隐式求解方式,并利用艾特肯加速法对每个时间步的迭代收敛过程进行了加速处理;结构部分的空间离散和时间积分分别采用伽辽金有限元方法和广义方法,并通过牛顿迭代法对所得非线性代数方程组进行了求解;流场网格的更新采用弹簧近似法;流场、结构两求解模块之间采用松耦合方式.最后,采用该方法对具有弹性底面的方腔顶盖驱动流问题进行了求解,验证了算法的准确性和稳定性.此外,计算结果表明艾特肯加速法可以显著地提高双时间步方法迭代求解过程的收敛速度. 展开更多
关键词 特征线分裂算法 有限元 流固耦合 双时间步方法 艾特肯加速法 广义-α方法
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粘性不可压流体三维CBS算法有限元模拟 被引量：1
4
作者 韩向科 安新 于猛 《佳木斯大学学报（自然科学版）》 CAS 2009年第6期804-806,共3页
基于特征线理论的分离变量算法,编制了三维四面体CBS(Characteristic-Based Split)算法程序,讨论了CBS算法中的半隐式和显式算法,通过数值算例验证了显式和半隐式算法的稳定性和精度.
关键词 有限元 四面体单元 cbs算法
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采用近似边界求解壁板颤振的CBS有限元算法
5
作者 李凯伦 魏云 +1 位作者 张玫琳 张家忠 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2848-2856,共9页
为了简化Euler方程求解壁板颤振问题,将近似边界条件成功地推广到CBS(characteristicbased split)有限元方法求解壁板颤振领域,把运动壁面的影响转化为Euler方程的边界条件,避免了对动网格的处理.通过对近似边界方法、动网格方法以及3... 为了简化Euler方程求解壁板颤振问题,将近似边界条件成功地推广到CBS(characteristicbased split)有限元方法求解壁板颤振领域,把运动壁面的影响转化为Euler方程的边界条件,避免了对动网格的处理.通过对近似边界方法、动网格方法以及3阶活塞理论的数值模拟结果进行对比发现:首先,加载近似边界的CBS有限元方法操作非常简便,且模拟结果与动网格方法完全吻合;其次,Euler方程可以准确捕捉到壁板前后两端不光滑尖点所引起的压力突跳,而3阶活塞理论则无法做到;最后,采用近似边界的CBS有限元方法在求解无黏可压缩流动中细长体小变形的流-固耦合问题上具有潜力和优势. 展开更多
关键词 壁板颤振 流固耦合 cbs有限元算法 近似边界条件 动网格
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上游静止方柱尾流对下游方柱体尾激振动效应影响 被引量：5
6
作者 涂佳黄 谭潇玲 +3 位作者 杨枝龙 邓旭辉 郭小刚 张平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期1321-1335,共15页
基于半隐式特征线分裂算子有限元法,对低雷诺数下串列布置上游静止方柱–下游双自由度运动方柱体结构的尾激振动问题进行了研究.首先与现有文献结果进行对比验证该方法的正确性.然后着重分析了雷诺数(Re)与折减速度(U_r)两个关键参数对... 基于半隐式特征线分裂算子有限元法,对低雷诺数下串列布置上游静止方柱–下游双自由度运动方柱体结构的尾激振动问题进行了研究.首先与现有文献结果进行对比验证该方法的正确性.然后着重分析了雷诺数(Re)与折减速度(U_r)两个关键参数对下游方柱尾激振动响应的影响,同时将计算结果与单方柱工况进行了对比.数值计算结果表明,雷诺数和折减速度对下游方柱的振幅、振动频率和运动轨迹等动力响应特性的影响较大.随着雷诺数的增大,双柱系统的互扰效应从以涡激效应为主逐渐转变为尾激效应发挥主导作用,从而导致下游方柱的振动响应增强.单方柱工况结构运动轨迹均呈'8'字形.然而,下游方柱的运动轨迹会随着雷诺数的增加而变得复杂.雷诺数较小时(Re=40, 80),下游方柱的运动轨迹基本为'8'字形.雷诺数较大时(Re=120, 160, 200),下游方柱的运动轨迹会出现双'8'字形.同时,下游方柱的尾流场特性主要呈现2S, 2S*, 2P,2T, P+S和稳态6种模式.最后,通过对流场特性进行分析,揭示了串列双方柱系统尾激振动效应的作用机理. 展开更多
关键词 串列双方柱体 尾激振动 动力响应 尾流特征 半隐式特征线分裂算子有限元法
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基于CBS有限元的导水机构内部流动数值模拟
7
作者 刘争光 谭善文 +1 位作者 刘小兵 曾永忠 《水电能源科学》 北大核心 2012年第4期122-125,共4页
基于CBS有限元法对水轮机全流道进行离散分析,利用多物理场耦合软件模拟了内部流场,获得了水轮机导水机构内部压力与速度分布图,并通过计算结果图得到了导水机构内部的流动特性。
关键词 cbs有限元 水轮机 导叶 CFD 二重叶栅干涉
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