热障涂层活塞热应力分析的格点型有限体积法 被引量：6

1

作者 龚京风 宣领宽 +1 位作者 周少伟 明平剑 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期76-81,共6页

为研究热障涂层(thermal barrier coating,TBC)活塞热应力问题,将二维格点型有限体积法(cell vertex FVM,CVFVM)推广用于三维复合材料热力性能研究.利用交错网格技术,通过将物性参数和待解变量分别定义在单元中心和节点上,将物性参数的... 为研究热障涂层(thermal barrier coating,TBC)活塞热应力问题,将二维格点型有限体积法(cell vertex FVM,CVFVM)推广用于三维复合材料热力性能研究.利用交错网格技术,通过将物性参数和待解变量分别定义在单元中心和节点上,将物性参数的空间变化引入离散过程,从而避免数值不连续问题.采用CV-FVM数值模拟普通活塞热应力场,计算结果与ANSYS计算结果吻合良好.数值模拟TBC活塞热应力场,分析活塞TBC区域的热力性能,结果表明:活塞的最大温度位于燃烧室与活塞顶面的交界区域;应力最大值位于粘结层与陶瓷层的分界面附近;周向应力对活塞的整体应力水平起主要影响.数值结果表明CV-FVM能够作为TBC活塞热力性能研究的数值预测工具. 展开更多

关键词 交错网格技术 格点型有限体积法 热障涂层 活塞 热应力

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功能梯度材料热弹性分析的高阶格点型有限体积法 被引量：1

2

作者 龚京风 郑文利 +1 位作者 宣领宽 徐宗著 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2023年第1期33-39,共7页

为提高功能梯度材料(FGMs)热弹性分析的准确性,本文发展了一种二维高阶格点型有限体积法(CV-FVM)。该方法采用八节点四边形单元(Q8)和六节点三角形单元(T6)离散控制方程,并利用交错网格技术,将材料属性定义于单元中心,将待求解的未知变... 为提高功能梯度材料(FGMs)热弹性分析的准确性,本文发展了一种二维高阶格点型有限体积法(CV-FVM)。该方法采用八节点四边形单元(Q8)和六节点三角形单元(T6)离散控制方程,并利用交错网格技术,将材料属性定义于单元中心,将待求解的未知变量定义于单元节点。应用该方法求解FGMs的热传导、应力和热应力问题,结果与文献中的解析值吻合良好,验证了其正确性。在计算存在大温度梯度的FGMs热传导问题时,高阶CV-FVM能够有效避免数值振荡;在进行复杂FGMs热弹性分析时,高阶CV-FVM能够有效避免数值不连续问题;同时,在相同的网格数下,采用Q8单元的高阶CV-FVM比低阶CV-FVM和采用T6单元的高阶CV-FVM计算精度要高。 展开更多

关键词 格点型有限体积法 高阶单元 功能梯度材料 热弹性分析 交错网格技术 数值振荡

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二维功能梯度材料热传导格点型有限体积法研究 被引量：1

3

作者 龚京风 徐宗著 +2 位作者 宣领宽 江致远 郑文利 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期321-328,共8页

为了分析二维功能梯度材料热传导问题,发展格点型有限体积法,本文利用交错网格技术处理任意空间分布的材料物性,并使用C++语言开发数值求解程序。利用该程序分析不同网格类型下功能梯度材料圆环和不同边界条件下功能梯度材料板的热传导... 为了分析二维功能梯度材料热传导问题,发展格点型有限体积法,本文利用交错网格技术处理任意空间分布的材料物性,并使用C++语言开发数值求解程序。利用该程序分析不同网格类型下功能梯度材料圆环和不同边界条件下功能梯度材料板的热传导问题。结果表明:发展的格点型有限体积法对于线性三角形单元及双线性四边形单元的适用性良好,不同边界条件下格点型有限体积法解与解析解的误差不超过±0.12%,验证了求解程序的正确性。与有限元及解析解结果对比发现,当结构角点处存在剧烈温度变化且网格较为粗糙时,有限元结果出现数值振荡的现象,而格点型有限体积法结果仍然合理。分析表明:对于复杂的功能梯度材料热传导问题,格点型有限体积法比有限元方法具有更好的数值稳定性。 展开更多

关键词 交错网格 格点型有限体积法 二维功能梯度材料 热传导 数值振荡 C++程序语言 误差分析 CAE软件

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基于格点型有限体积法的活塞高周疲劳分析 被引量：2

4

作者 龚京风 徐宗著 宣领宽 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2022年第3期204-212,共9页

针对柴油机活塞高周疲劳问题,基于格点型有限体积方法(CV-FVM)建立高周疲劳数值模型,并采用C开发求解程序。使用该程序计算矩形孔板的最大等效应力和疲劳寿命,并与有限元法计算值及其他文献的研究结果进行对比,验证了本文模型的正确性... 针对柴油机活塞高周疲劳问题,基于格点型有限体积方法(CV-FVM)建立高周疲劳数值模型,并采用C开发求解程序。使用该程序计算矩形孔板的最大等效应力和疲劳寿命,并与有限元法计算值及其他文献的研究结果进行对比,验证了本文模型的正确性。利用该数值模型进行燃气压力作用下某活塞的高周疲劳性能分析,其结果与有限元法的计算结果相一致。分析表明,在机械载荷作用下,活塞的von Mises等效应力与疲劳寿命成反比,最小疲劳寿命出现在活塞销孔上表面内侧,与最大等效应力所处区域一致,因此预测活塞高周疲劳寿命时要重点关注销孔位置的应力情况。 展开更多

关键词 格点型有限体积法 活塞 高周疲劳 疲劳寿命 数值模型 等效应力

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基于格点型有限体积法的滑动轴承油膜压力特性分析 被引量：2

5

作者 杨国栋 曹贻鹏 +2 位作者 明平剑 张文平 李燎原 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第17期191-196,219,共7页

为将非结构化网格技术应用于滑动轴承的油膜压力分析,提出将格点型有限体积法应用于雷诺方程的求解,采用形函数导数的方法计算压力梯度,采用多重网格法求解方程组,进而得到轴承的液膜压力分布。通过与相关算例的对比和分析,验证了格点... 为将非结构化网格技术应用于滑动轴承的油膜压力分析,提出将格点型有限体积法应用于雷诺方程的求解,采用形函数导数的方法计算压力梯度,采用多重网格法求解方程组,进而得到轴承的液膜压力分布。通过与相关算例的对比和分析,验证了格点型有限体积法的适用性、精度及对非结构化网格的适应性,并对不同网格类型下的计算时间进行了对比,随后将该算法应用于内燃机主轴承油膜压力的求解,结果表明,增大偏心率会导致油膜压力会逐渐增大,而增大倾斜角会对油膜压力分布产生较明显影响。 展开更多

关键词 格点型有限体积法 滑动轴承 油膜压力 非结构化网格

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裂隙岩体注浆扩散范围及注浆量数值模拟 被引量：43

6

作者 王强 冯志强 +3 位作者 王理想 唐德泓 冯春 李世海 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2588-2595,共8页

为预测浆液在裂隙中的扩散范围,建立二维正交裂隙网络宾汉浆液渗流模型,采用中心型有限体积法进行数值模拟。分别研究不同参数下,浆液在裂隙中的扩散范围,给出多因素影响下的注浆扩散半径公式和注浆量公式。研究表明,注浆压力、浆液黏... 为预测浆液在裂隙中的扩散范围,建立二维正交裂隙网络宾汉浆液渗流模型,采用中心型有限体积法进行数值模拟。分别研究不同参数下,浆液在裂隙中的扩散范围,给出多因素影响下的注浆扩散半径公式和注浆量公式。研究表明,注浆压力、浆液黏度、浆液剪切强度、裂隙开度和裂隙粗糙度对浆液扩散半径起到主导作用;注浆压力、钻孔长度和裂隙开度对注浆量起到主导作用。通过该公式可定量预测任意参量下浆液扩散范围和注浆量。 展开更多

关键词 浆液扩散范围 注浆量 离散裂隙网络 裂隙岩体 中心型有限体积法 多参量研究

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带有干湿界面的MUSCL型有限体积法 被引量：10

7

作者 柏禄海 金生 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2008年第6期639-645,共7页

该文采用MUSCL型非结构化网格的有限体积法模拟有干湿界面的复杂地形的非恒定流动,以Roe格式的近似Riemann解为基础,两步Runge-Kutta法提高到时间二阶精度。对底坡源项采用特征分解保证和谐性,对摩擦力源项采用半隐式格式增加格式的稳... 该文采用MUSCL型非结构化网格的有限体积法模拟有干湿界面的复杂地形的非恒定流动,以Roe格式的近似Riemann解为基础,两步Runge-Kutta法提高到时间二阶精度。对底坡源项采用特征分解保证和谐性,对摩擦力源项采用半隐式格式增加格式的稳定性。采用适当的干湿界面处理技术以满足静水问题,同时对有干湿界面的复杂地形的非恒定流动达到无质量误差。通过几个经典算例,验证了本文方法的守恒性,同时具有良好的间断捕捉能力和稳定性。 展开更多

关键词 MUSCL型有限体积法 干湿界面 无质量误差 复杂地形 非结构化网格

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基于格心型有限体积法的滑动轴承液膜压力分析 被引量：2

8

作者 杨国栋 曹贻鹏 +1 位作者 明平剑 张文平 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期127-131,共5页

在生产设计中,为了达到良好的润滑效果,滑动轴承的轴瓦通常会采用开槽的结构,对某些复杂结构的轴瓦,采用规则化网格很难准确描述其几何特征,其润滑特性的计算也会出现偏差。为了解决该问题,采用非结构化网格划分求解域,基于格心型有限... 在生产设计中,为了达到良好的润滑效果,滑动轴承的轴瓦通常会采用开槽的结构,对某些复杂结构的轴瓦,采用规则化网格很难准确描述其几何特征,其润滑特性的计算也会出现偏差。为了解决该问题,采用非结构化网格划分求解域,基于格心型有限体积法离散雷诺方程,采用最小二乘法计算变量梯度,采用共轭梯度法求解方程,通过Fortran语言编程,计算得到轴承的液膜压力分布。通过对比和分析,验证了格心型有限体积法求解润滑问题的适用性和准确性。以该算法为基础,研究了轴承的长径比、偏心率对液膜压力分布的影响。结果表明,长径比增大会降低轴承的峰值压力,同时扩大高压区沿轴承宽度方向的分布;增大偏心率会提高轴承的压力峰值。 展开更多

关键词 非结构化网格 格心型有限体积法 雷诺方程 长径比 偏心率

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两阶不定椭圆问题的Mortar型有限体积法

9

作者 杜辰薇 徐大雷 黄建国 《复旦学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期557-565,共9页

对两阶不定椭圆边值问题,研究了Mortar型P1协调元的有限体积法,证明了有限体积法解的存在唯一性,并证明了有限体积法的解与微分方程的真解的误差估计在H1范围意义下是最优的.

关键词 两阶不定椭圆问题 Mortar型有限体积法 P1协调元 偏微分方程 边值问题 解 误差估计

原文传递

网格节点型有限体积法在滑动轴承润滑特性求解中的应用

10

作者 杨国栋 张文平 +2 位作者 曹贻鹏 明平剑 李燎原 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期689-703,共15页

本文采用网格节点型有限体积法求解二维瞬态雷诺方程,采用矢量化方法离散雷诺方程,从而构建并得到新的数值模型,该模型既有有限体积法守恒性的特点,又能适用于结构复杂的求解域。通过与相关算例的对比验证,证明了该模型可适用于滑动轴... 本文采用网格节点型有限体积法求解二维瞬态雷诺方程,采用矢量化方法离散雷诺方程,从而构建并得到新的数值模型,该模型既有有限体积法守恒性的特点,又能适用于结构复杂的求解域。通过与相关算例的对比验证,证明了该模型可适用于滑动轴承润滑特性的研究,同时精度也可以得到保证;根据计算得到的压力分布特点,采用不同的网格类型和网格数量重新划分求解域,并对计算结果和时间进行了对比,结果表明可以采用不同的稀疏网格来提高计算效率;通过计算圆锥形织构轴承的压力分布,证实了该模型对复杂求解域的良好适用性。 展开更多

关键词 网格节点型有限体积法 瞬态雷诺方程 非结构化网格 滑动轴承 润滑特性

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格心型有限体积法格点变量重构方法研究 被引量：2

11

作者 张帆 刘君 +1 位作者 陈飙松 钟万勰 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期449-456,共8页

根据网格格点变量计算单元变量梯度是二阶空间精度格心型有限体积法梯度重构的常用方法,该方法的关键是根据格点的邻接单元格心变量构造满足局部线性分布的格点变量.采用加权最小二乘法进行格点变量重构,考虑实际格心变量的非线性分布,... 根据网格格点变量计算单元变量梯度是二阶空间精度格心型有限体积法梯度重构的常用方法,该方法的关键是根据格点的邻接单元格心变量构造满足局部线性分布的格点变量.采用加权最小二乘法进行格点变量重构,考虑实际格心变量的非线性分布,提出采用距离反比加权体现不同位置单元对格点变量的影响程度差异;针对扰动或弯曲网格中的格点变量重构出现极值的现象,采用了新的限制方法.采用高雷诺数边界层流动计算中常见的大长宽比、扰动/弯曲网格进行测试,将提出的方法与通常采用的加权平均方法和拟拉普拉斯方法进行对比.算例结果显示距离反比加权的最小二乘法重构精度较好,提出的限制方法避免了扰动/弯曲网格上的格点变量出现极值. 展开更多

关键词 格心型有限体积法 梯度重构 格点变量 最小二乘法 限制方法 大长宽比网格

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