【摘 要】
:
随着计算流体力学的发展,数值模拟已经成为了研究流体流动的一个不可或缺的重要手段。而低阶离散方法在获取高精度数值结果中的困难,使人们逐渐对高阶的离散方法产生了极大的兴趣。在保持计算效率的同时努力提高其数值模拟结果的精度是目前的一个重要发展方向,因此高阶空间离散方法在学术界和工业界都变得越来越流行。基于Spectral/hp单元法结合了谱方法的高精度特性和有限元法的几何灵活性,对于解光滑的问题能够实现
【基金项目】
:
国家自然科学基金项目(51769011)基于高阶有限元法的水工混凝土结构开裂及裂缝扩展问题的数值模拟;
论文部分内容阅读
随着计算流体力学的发展,数值模拟已经成为了研究流体流动的一个不可或缺的重要手段。而低阶离散方法在获取高精度数值结果中的困难,使人们逐渐对高阶的离散方法产生了极大的兴趣。在保持计算效率的同时努力提高其数值模拟结果的精度是目前的一个重要发展方向,因此高阶空间离散方法在学术界和工业界都变得越来越流行。基于Spectral/hp单元法结合了谱方法的高精度特性和有限元法的几何灵活性,对于解光滑的问题能够实现指数级的收敛。本文应用Spectral/hp单元法对黏性不可压Navier-Stokes方程进行空间离散,然后使用速度校正格式对空间离散化得到的微分方程和代数方程进行时域求解。(一)、通过在适当的网格下提高插值多项式阶数p来减小计算误差,求解了具有精确解的Kovasznay流以验证该方法的高精度与p型收敛性;(二)、在固定的网格和多项式阶数p=8的情况下求解了标准方腔和矩形腔驱动流,并与参考解进行了对比分析;(三)、使用一种自适应升阶方法,求解了腔内具有方形和圆形障碍物的顶盖驱动腔流,分析了在不同雷诺数下腔内的涡结构,与文献相比,Spectral/hp单元法在较少的网格下得到了更高的空间分辨率,捕捉到了小尺度涡。研究结果表明,Spectral/hp单元法在不可压Navier-Stokes方程求解中是有效和可行的,具有所需网格少、前处理方便的优势,并且计算效率较高、收敛速度较快。
其他文献
穿斗式木结构建筑在我国西南地区民居建筑中随处可见,扮演着重要的角色,“一颗印”木结构建筑由于其独特的半刚性榫卯节点连接形式,使得其在地震中发挥出良好的抗震性能。在历次震害调查中,因榫卯节点破坏而导致传统穿斗式房屋出现倒塌破坏的例子数不胜数。基于此,本文提出了针对榫卯节点进行加固的新型消能金属连接件,开展从单节点受力到排架多节点相互作用再到振动台框架复杂体系的试验研究,本文主要研究内容如下:(1)从
消费者对产品的创新偏好需求逐渐增加,因此零售产业对产品的创新程度有了更高的要求。零售商最先感知到新兴的消费市场中潜在的创新点,其会基于自身产品结构和未来发展规划,向上游供应商提出产品创新需求,由此产生了下游零售商向上驱动的供应链逆向创新。在此过程中不仅需要恰当的创新模式来促成合作,还要通过一定的契约手段来保证创新质量。所以在供应链逆向创新的过程中,通过恰当的模式来保持良好长久的合作,在竞争激烈的市
悬索桥刚度小的结构特性,使其风致涡激振动较容易被激发,并产生复杂的异常运动。目前对该问题的理论研究仍需要进一步深化。本文主要从悬索桥竖向弯曲运动微分方程入手,对悬索桥风致涡激振动问题进行理论研究与探索。本文研究使用含有三次非线性项的悬索桥竖向弯曲运动偏微分方程,以虎门大桥为例,解析地探究了悬索桥结构刚度、阻尼和风载参数对涡激振动影响。所得主要结果如下:(1)方程中三次非线性项主要影响悬索桥振动高阶
办公室内人员密度大,对室内环境条件要求高。室内空气质量及热舒适不仅对人体健康有影响,而且还对室内人员的工作效率有影响,保证办公室内的空气质量及热舒适具有重要意义。温和地区办公室多采用新风系统机械通风和自然通风。受风压和热压的限制,夏季单纯采用自然通风无法满足办公室内上班时间全时段的空气质量和热舒适要求。温和地区夏无酷暑,气候温和。合理利用新风系统,以机械通风的方式将室外新风引入室内,可解决自然通风
在工程中,组合截面构件应用十分广泛,但要想求得精确解却十分困难。随着计算机科学的飞速发展,计算理论和编程计算结合显得尤为重要,数值解法也逐渐成为了人们解决问题的重要方法。本文运用有限元法进行了由简单到复杂、由弹性到弹塑性、由一种材料到两种材料的构件形式的编程计算研究。首先,本文回顾了有限元的相关理论背景和知识,之后运用有限元理论对简单构件进行分析和研究。其次,用有限元法对变截面构件的单元刚度矩阵进
纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)具有比强度高、耐腐蚀性强、易施工等特点,且在加固过程中对结构的破坏最小而常被用于现有混凝土结构加固领域。而FRP-混凝土界面粘结性能会显著地影响FRP与混凝土结构间的加固效果,因此常用FRP-混凝土搭接接头来研究FRP-混凝土界面粘结性能。FRP加固混凝土结构可有效增加结构强度和延性并减少碎片飞溅,极大提高结构的抗爆性
民用固体燃料燃烧时会排放大量的颗粒物,不仅会导致严重的家庭环境颗粒物污染,还会带来较大的人群健康风险。然而,在中国农村家庭中,使用固体燃料进行烹饪和取暖是普遍现象。目前,民用固体燃料燃烧排放对家庭环境空气的影响研究还相对较少,尤其是家庭环境中颗粒物粒径分布及人体暴露风险研究方面。因此,为研究云南省农村家庭环境颗粒物及其化学组分的污染特征、粒径分布、影响因素与暴露风险,于2021年5月对云南省宣威市
隔震技术是一种有效降低地震给结构带来破坏的被动控制技术,现在已经广泛地应用在了建筑上,其优秀的减震效果在实际地震发生时得到了检验。作为区别于橡胶隔震支座的隔震装置,摩擦摆隔震支座将上部建筑与基础完全隔开。传统摩擦摆隔震支座在滑动过程中刚度保持恒定,且不具备控制抗倾覆能力与限制大位移能力。在国家重点研发计划项目(2017YFC0707603)的延续下和云南省科技厅重点专项(202003AC10000
中国西南地区由于受地区经济、自然条件和民族传统文化等相关因素影响,木结构仍是该地区村镇民居中的主要建筑形式之一。木结构榫卯节点具有半刚性的特点,能在地震作用时产生滑动位移来减轻结构的地震损伤,具有良好的抗震性能。但是若没有良好的拉结措施,榫卯节点可能脱开导致节点失稳、房屋倒塌,因此榫卯节点增强加固是木结构提高抗震性能的主要方式之一。在“十四五”规划乡村振兴战略背景下,保障村镇木结构民居住房安全成为
预应力混凝土连续刚构桥综合了连续梁桥和T型刚构桥的优点,有着优越的跨越能力和良好的结构性能,在地形地貌复杂的地区有着绝对的优势。但是随着大跨度预应力混凝土连续刚构桥的大量建造,其在运营过程中病害不断出现,尤其是跨中长期下挠、开裂等病害。所以研究如何控制连续刚构桥主跨跨中长期下挠,确保桥梁结构在建设、运营、最终完成其使命的整个寿命期间,能够保证桥梁结构、车辆和人员的安全,以合理的经济成本维持桥梁本身