發(fā)布時(shí)間：2017-04-27 01:08

  本文關(guān)鍵詞：基于框架的新型廣義有限單元開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：有限元方法是計(jì)算力學(xué)的主流方法之一,“十二五”期間,中國工程物理研究院實(shí)施高性能科學(xué)與工程計(jì)算戰(zhàn)略科技,基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格框架JAUMIN(J Adaptive Unstructured Meshes applications Infrastructure)重構(gòu)和發(fā)展重大裝備工程力學(xué)h型有限元并行分析軟件平臺PANDA。本文在中物院高性能科學(xué)與工程計(jì)算戰(zhàn)略科技項(xiàng)目支持下,面向PANDA平臺拓展先進(jìn)計(jì)算功能需求,研究基于框架的新型有限元開發(fā)模式,開發(fā)并改進(jìn)廣義有限單元(Generalized Finite Element, GFE),豐富PANDA平臺的計(jì)算功能,同時(shí)為PANDA平臺擴(kuò)充基于形函數(shù)改進(jìn)類的先進(jìn)計(jì)算功能進(jìn)行前期的技術(shù)探索。本文的研究工作取得以下主要進(jìn)展：a)基于廣義有限元基本理論,采用基于框架的有限元開發(fā)方法,對PANDA平臺的單元相關(guān)類進(jìn)行重構(gòu)和擴(kuò)展,在PANDA平臺上開發(fā)了廣義有限單元,數(shù)值算例驗(yàn)證和測試了廣義有限元的正確性和分析精度,一方面豐富了PANDA平臺的分析功能,同時(shí)驗(yàn)證了PANDA平臺擴(kuò)充基于形函數(shù)改進(jìn)類的先進(jìn)計(jì)算功能的技術(shù)可行性。b)結(jié)合廣義有限元和理性有限元的思想,構(gòu)造單元形函數(shù)時(shí)既充分考慮彈性體的泊松效應(yīng),又從彈性力學(xué)控制方程出發(fā)導(dǎo)出位移附加項(xiàng),建立了平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題的新型廣義有限單元(New Generalized Finite Element,NGFE);引入單元面積系數(shù),建立了相應(yīng)的等參元。采用基于框架的有限元開發(fā)思想,在PANDA平臺上開發(fā)實(shí)現(xiàn)了兩種新型單元,數(shù)值算例測試表明,新開發(fā)的兩種平面廣義有限單元在規(guī)則網(wǎng)格和不規(guī)則網(wǎng)格下都能獲得比傳統(tǒng)有限元和廣義有限元更好的計(jì)算精度。c)基于單元精細(xì)計(jì)算假定插值函數(shù)形式、以節(jié)點(diǎn)位移約束確定插值函數(shù)的系數(shù)構(gòu)造形函數(shù)的方式,構(gòu)建了新型三維廣義有限單元,并引入單元體積系數(shù)建立了新型廣義六面體等參單元。采用基于框架的有限元開發(fā)方法,在PANDA平臺上編程實(shí)現(xiàn)了新型廣義六面體單元,數(shù)值測試算例表明新六面體單元可獲得更高的計(jì)算精度。本文的研究工作在發(fā)展有限元理論方面具有一定的學(xué)術(shù)意義,同時(shí)為國產(chǎn)自主知識產(chǎn)權(quán)軟件平臺PANDA擴(kuò)充高精度的p型和h-p型有限元、擴(kuò)展有限元、多尺度有限元等基于形函數(shù)改進(jìn)類的先進(jìn)計(jì)算功能奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：有限元 廣義有限元 形函數(shù) 位移附加項(xiàng) 分片試驗(yàn) 框架 PANDA平臺
【學(xué)位授予單位】：中國工程物理研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB115
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 基于p型有限元理論的新型有限元法研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 基于框架的有限元開發(fā)模式與研究進(jìn)展12-15
• 1.3.1 框架的概念和特點(diǎn)12-13
• 1.3.2 框架和設(shè)計(jì)模式13
• 1.3.3 基于框架開發(fā)有限元軟件的國內(nèi)外現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文研究內(nèi)容15-17
• 第二章 基于框架的有限元開發(fā)基礎(chǔ)17-25
• 2.1 PANDA平臺簡介17-18
• 2.2 基于框架的單元模塊設(shè)計(jì)18-23
• 2.2.1 單元算法設(shè)計(jì)19-20
• 2.2.2 形函數(shù)設(shè)計(jì)20-22
• 2.2.3 等參元幾何形狀設(shè)計(jì)22-23
• 2.3 新型四邊形、六面體單元開發(fā)方式23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 廣義有限元基本理論及程序開發(fā)25-37
• 3.1 引言25
• 3.2 廣義平面應(yīng)力四邊形單元25-28
• 3.2.1 一般單元25-27
• 3.2.2 等參單元27-28
• 3.3 廣義平面應(yīng)變四邊形單元28-29
• 3.3.1 一般單元28
• 3.3.2 等參單元28-29
• 3.4 廣義空間矩形塊體單元29-30
• 3.5 程序?qū)崿F(xiàn)30-32
• 3.5.1 平面單元30-31
• 3.5.2 三維單元31-32
• 3.6 數(shù)值算例32-36
• 3.7 本章小結(jié)36-37
• 第四章 平面問題的新型廣義有限單元開發(fā)37-63
• 4.1 平面應(yīng)力問題新型廣義有限元法37-51
• 4.1.1 一般單元37-40
• 4.1.2 等參單元40-41
• 4.1.3 程序?qū)崿F(xiàn)41-44
• 4.1.4 分片測試44-45
• 4.1.5 單元基本變形模態(tài)45-46
• 4.1.6 數(shù)值算例46-51
• 4.1.7 總結(jié)51
• 4.2 平面應(yīng)變問題新型廣義有限元法51-62
• 4.2.1 一般單元51-54
• 4.2.2 等參單元54
• 4.2.3 程序?qū)崿F(xiàn)54-57
• 4.2.4 分片測試57-58
• 4.2.5 數(shù)值算例58-62
• 4.2.6 總結(jié)62
• 4.3 本章小結(jié)62-63
• 第五章 新型廣義空間六面體單元開發(fā)63-80
• 5.1 一般單元63-68
• 5.2 等參單元68-71
• 5.3 程序?qū)崿F(xiàn)71-73
• 5.4 分片測試73-74
• 5.5 數(shù)值算例74-79
• 5.6 本章小結(jié)79-80
• 第六章 全文總結(jié)與展望80-83
• 6.1 全文總結(jié)80-81
• 6.1.1 主要研究內(nèi)容與成果80-81
• 6.1.2 創(chuàng)新與技術(shù)進(jìn)步點(diǎn)81
• 6.2 展望81-83
• 致謝83-84
• 參考文獻(xiàn)84-87
• 附錄87

【參考文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 朱曉光;面向?qū)ο蟮姆蔷�性有限元程序框架設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2002年

  本文關(guān)鍵詞：基于框架的新型廣義有限單元開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：329600