基于多邊形流形元法的均質(zhì)材料熱彈性問(wèn)題研究
本文選題:數(shù)值流形方法 + 多邊形單元 ; 參考:《南昌航空大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:熱彈性問(wèn)題是科學(xué)和工程領(lǐng)域中的重要問(wèn)題。數(shù)值求解憑借其適用性強(qiáng)、效率高、成本低等優(yōu)勢(shì)成為研究此類(lèi)問(wèn)題的主要工具之一。近年來(lái),數(shù)值流形方法(Numerical Manifold Method,簡(jiǎn)稱(chēng)NMM,又稱(chēng)流形元法)因其特有的兩套覆蓋系統(tǒng)而備受關(guān)注。與常用的三角形和四邊形單元相比,多邊形單元具有網(wǎng)格劃分更靈活、不易發(fā)生體積自鎖等優(yōu)勢(shì)。本文發(fā)展了用于分析二維均質(zhì)材料熱彈性問(wèn)題的多邊形NMM,并結(jié)合典型算例對(duì)方法的可行性與精度進(jìn)行了驗(yàn)證,完成的主要工作與相關(guān)成果如下:(1)對(duì)熱彈性問(wèn)題、NMM以及多邊形單元的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要的綜述。(2)給出NMM的基本概念和近似函數(shù),簡(jiǎn)述了多邊形單元的常用權(quán)(形)函數(shù)形式,對(duì)NMM與其他常用數(shù)值方法進(jìn)行了比較。(3)發(fā)展了用于分析均質(zhì)材料二維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問(wèn)題的多邊形NMM。列出了相應(yīng)的控制方程和邊界條件,給出了多邊形NMM溫度場(chǎng)近似函數(shù),基于變分原理導(dǎo)出了多邊形NMM離散方程,探討了積分策略,采用C++語(yǔ)言編制了仿真程序,通過(guò)對(duì)典型算例的分析驗(yàn)證了方法的可行性和精度。(4)發(fā)展了用于分析均質(zhì)材料二維熱彈性問(wèn)題的多邊形NMM。列出了相應(yīng)的控制方程和邊界條件,給出了多邊形NMM位移場(chǎng)近似函數(shù),基于變分原理導(dǎo)出了多邊形NMM離散方程,采用C++語(yǔ)言編制了仿真程序,通過(guò)對(duì)典型算例的模擬驗(yàn)證了方法的可行性和精度。
[Abstract]:Thermoelasticity is an important problem in the field of science and engineering. Numerical solution has become one of the main tools to study this kind of problems by virtue of its strong applicability, high efficiency and low cost. In recent years, numerical Manifold methods (NMMs) have attracted much attention because of their unique covering systems. Compared with the common triangular and quadrilateral elements, the polygonal element has the advantages of more flexible meshing and less easy to occur volume self-locking. In this paper, polygonal NMMs are developed for the analysis of thermoelastic problems of two-dimensional homogeneous materials, and the feasibility and accuracy of the method are verified by a typical example. The main work and related results are as follows: (1) A brief review of the domestic and international research status of thermoelastic problems and polygonal elements is given. (2) the basic concepts and approximate functions of NMM are given. The weight (shape) function forms of polygonal elements are briefly described. The NMM is compared with other numerical methods to develop the polygonal NMMs for the analysis of two-dimensional steady-state heat conduction problems of homogeneous materials. The corresponding governing equations and boundary conditions are listed, and the approximate function of polygon NMM temperature field is given. Based on the variational principle, the polygon NMM discrete equation is derived, the integration strategy is discussed, and the simulation program is developed by using C language. The feasibility and accuracy of the method are verified by the analysis of typical examples. The polygonal NMMMs used to analyze the two-dimensional thermoelastic problems of homogeneous materials are developed. The corresponding governing equations and boundary conditions are listed, and the approximate function of the polygon NMM displacement field is given. Based on the variational principle, the polygon NMM discrete equation is derived, and the simulation program is compiled with C language. The feasibility and accuracy of the method are verified by simulation of typical examples.
【學(xué)位授予單位】:南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類(lèi)號(hào)】:O343.6;O302
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,本文編號(hào):1969135
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