船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)溫度及熱應(yīng)力場的無網(wǎng)格法分析
本文關(guān)鍵詞:船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)溫度及熱應(yīng)力場的無網(wǎng)格法分析
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【摘要】:熱應(yīng)力是船舶與海洋結(jié)構(gòu)重要的安全隱患之一,一般船舶通常將熱應(yīng)力的影響納入安全因素的之中,而特種船舶及很多船舶設(shè)備都要考慮溫度應(yīng)力對船舶安全的影響,例如LNG船、油船及相關(guān)管道運輸設(shè)備。針對熱應(yīng)力分析中傳統(tǒng)有限元方法剛度過硬導(dǎo)致的計算精度差問題,本文將新提出的單元基光滑點插值法(CS-PIM)引入熱應(yīng)力分析中。方法采用易于剖分的三角形或四面體背景網(wǎng)格,在單元基礎(chǔ)上進行梯度光滑,用點插值法構(gòu)造形函數(shù)。CS-PIM可以有效軟化模型剛度,且計算成本和有限元方法在一個數(shù)量級上,溫度和熱應(yīng)力計算精度和收斂率均要好于傳統(tǒng)有限元分析。
【關(guān)鍵詞】:數(shù)值方法 無網(wǎng)格 船舶與海洋工程結(jié)構(gòu) 熱應(yīng)力 光滑點插值法
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:U661.4;O241.82
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 1 引言8-10
- 2 無網(wǎng)格單元基光滑點插值方法10-27
- 2.1 無網(wǎng)格方法的形函數(shù)10-15
- 2.1.1 無網(wǎng)格多項式基PIM11-12
- 2.1.2 無網(wǎng)格徑向基RPIM12-15
- 2.2 無網(wǎng)格CS-PIM方法的種類15-16
- 2.2.1 二維無網(wǎng)格CS-PIM方法的種類15
- 2.2.2 三維無網(wǎng)格CS-PIM方法的種類15-16
- 2.3 無網(wǎng)格CS-PIM方法的熱應(yīng)力分析16-25
- 2.3.1 二維光滑域構(gòu)造16-17
- 2.3.2 二維熱應(yīng)力系統(tǒng)方程17-18
- 2.3.3 基于CS-PIM的二維熱應(yīng)力問題離散方程18-21
- 2.3.4 三維光滑域構(gòu)造21
- 2.3.5 三維熱應(yīng)力系統(tǒng)方程21-23
- 2.3.6 基于CS-PIM的三維熱應(yīng)力問題離散方程23-25
- 2.4 模型驗證25-27
- 3 二維熱傳導(dǎo)問題計算實例27-39
- 3.1 高溫直管道的熱應(yīng)力分析27-30
- 3.1.1 管道溫度場分析27-30
- 3.1.2 管道熱應(yīng)力場分析30
- 3.2 對流熱傳導(dǎo)模型30-31
- 3.3 二維穩(wěn)態(tài)熱應(yīng)力問題31-39
- 3.3.1 溫度及溫度梯度32-34
- 3.3.2 熱變形34-36
- 3.3.3 求解的有界屬性36-38
- 3.3.4 求解效率比較38-39
- 4 三維熱傳導(dǎo)問題計算實例39-54
- 4.1 三維導(dǎo)熱梁39-46
- 4.1.1 溫度及溫度梯度39-42
- 4.1.2 位移場42-44
- 4.1.3 等效應(yīng)力44-45
- 4.1.4 求解的有界性45-46
- 4.2 三維高溫三通管46-54
- 4.2.1 溫度及溫度梯度47-50
- 4.2.2 位移場50-51
- 4.2.3 等效應(yīng)力51-52
- 4.2.4 求解的有界性52-54
- 5 油井加熱降粘過程的建模與數(shù)值分析54-59
- 5.1 稠油降粘方法54-56
- 5.1.1 摻稀油降粘54
- 5.1.2 稠油改質(zhì)降粘法54
- 5.1.3 化學(xué)降粘法54-55
- 5.1.4 加熱降粘法55-56
- 5.2 稠油加熱過程的有限元仿真56-59
- 結(jié)論59-60
- 參考文獻60-62
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況62-63
- 致謝63-64
【參考文獻】
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,本文編號:687265
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