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海洋强国战略背景下有限元素法课程教学改革探索
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作者 陈美霞 王婷 +1 位作者 刘加一 朱翔 《高教学刊》 2024年第S01期14-18,共5页
作为工科院校众多专业的本科生必修课程的有限元素法,连同计算机辅助设计和辅助制造已成为数字化设计与制造的核心,是提高产品及工程设计质量和效率的最有效工具。海洋强国战略下,以立德树人为最终目标的课程思政建设与专业教学改革为... 作为工科院校众多专业的本科生必修课程的有限元素法,连同计算机辅助设计和辅助制造已成为数字化设计与制造的核心,是提高产品及工程设计质量和效率的最有效工具。海洋强国战略下,以立德树人为最终目标的课程思政建设与专业教学改革为当前有限元素法的教学与育人体系提供挑战与机遇。该文以有限元素法课程教学改革过程中教学模式为例,探索了以“问题导入—数理建模—有限元基础理论—实践提升”的教学改革思路,以培养卓越工程师践行海洋强国战略为导向,让学生在感受数学物理公式简洁美观的同时体会复杂问题求解过程中的成就感,形成以提升学生综合素质为最终目标的课程教学模式。 展开更多
关键词 海洋强国战略 有限元素 教学改革 卓越工程师 课程教学模式
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矢量有限元素法在随钻电阻率测井模拟中的应用 被引量:26
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作者 张中庆 穆林雪 +2 位作者 张雪 李飞虎 王卓远 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期64-71,共8页
在三维非均匀介质中,提出一种新型的矢量有限元素法(FEM),用来模拟随钻(LWD)电阻率测井仪器的响应。在斜井和水平井中,成层的介质空间被离散成多个四面体单元,每个四面体有6个矢量棱边元。在三维地层模型中,未知数个数可以超过一百万个... 在三维非均匀介质中,提出一种新型的矢量有限元素法(FEM),用来模拟随钻(LWD)电阻率测井仪器的响应。在斜井和水平井中,成层的介质空间被离散成多个四面体单元,每个四面体有6个矢量棱边元。在三维地层模型中,未知数个数可以超过一百万个,采用代数多重网格结合多重前线解法,使用个人计算机即可求解这样大规模的线性方程。通过已发表的时域有限差分法(FDTD)的数值结果和实际测井数据,对仿真结果的有效性进行了双重验证。由此开发的算法已应用到模拟井眼、偏心、倾角、围岩校正和其他一些三维的测井响应中。所提方法也能为LWD电阻率测井仪器的设计提供理论支持。 展开更多
关键词 随钻测井 数值模拟 矢量有限元素 多重前线解法 代数多重网格
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小尺度阻尼边界封闭空间声传递函数的有限元素法计算 被引量:6
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作者 宁方立 陈克安 孙进才 《应用声学》 CSCD 北大核心 2002年第5期34-39,共6页
如何求解阻尼边界封闭空间中声源点到接收点的低频声传递函数已成为目前小尺度封闭空间可听化技术研究的关键技术。能处理任意形状及复杂边界条件的有限元素法可作为求解该问题的适合方法。以室内声场有源Helmholtz方程及其相应边界方... 如何求解阻尼边界封闭空间中声源点到接收点的低频声传递函数已成为目前小尺度封闭空间可听化技术研究的关键技术。能处理任意形状及复杂边界条件的有限元素法可作为求解该问题的适合方法。以室内声场有源Helmholtz方程及其相应边界方程为基础,本文推导出了用于小尺度阻尼边界封闭空间声传递函数的有限元素求解方法,并编制了相应的计算机程序。在算例中,首先通过与模态叠加法计算结果进行比较,验证了该方法的正确性;最后计算了某型车体内腔中任意两点间声传递函数。 展开更多
关键词 小尺度阻尺边界 封闭空间 有限元素 可听化 声传递函数 声传播
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有限元素法在气动板形检测辊上的应用 被引量:2
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作者 杨铁林 孙旭光 +1 位作者 李鹏飞 王益群 《燕山大学学报》 CAS 2000年第1期27-30,36,共5页
利用有限元素法计算气动板形检测辊辊缝中的压力分布;给出规则的三角形单元的有限元素法的计算过程。
关键词 有限元素 气动 板形检测辊 压力分布
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用高阶有限元素法模拟双侧向测井仪器在层状介质中的响应 被引量:2
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作者 陈亮 张中庆 《江南大学学报(自然科学版)》 CAS 2008年第5期555-560,共6页
利用有限元法模拟双侧向测井响应,基函数的特性对有限元计算效率和精度影响较大.当基函数为线性函数时,要达到理想的仿真精度需要采用十分稠密的网格剖分,这将导致计算量增加从而影响仿真效率.采用高阶基函数插值,模拟双侧向测井响应,... 利用有限元法模拟双侧向测井响应,基函数的特性对有限元计算效率和精度影响较大.当基函数为线性函数时,要达到理想的仿真精度需要采用十分稠密的网格剖分,这将导致计算量增加从而影响仿真效率.采用高阶基函数插值,模拟双侧向测井响应,结果表明,稀疏的网格剖分在采用高阶基函数时仍然可以保证较好的仿真精度,同比线性插值基函数,高阶基函数具有高效率和高精度特点.针对深侧向截断误差较大的问题,通过优化网格划分和边界处理方法可提高深侧向结果精度. 展开更多
关键词 双侧向测井 数值模拟 有限元素 基函数 高阶插值
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有限元素法在气动板形检测辊上的应用(续篇) 被引量:1
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作者 杨铁林 孙旭光 +1 位作者 王益群 李鹏飞 《燕山大学学报》 CAS 2001年第3期202-204,共3页
利用有限元素法计算气动板形检测辊辊缝中的压力分布,给出规则的三角形单元的有限元素法的计算过程。使用FORTRAN语言编程求解方程,得出压力值。
关键词 有限元素 气动板形检测辊 压力值 压力分布
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应用声有限元素法模拟坐席吸声低谷效应 被引量:2
7
作者 赵越喆 吴硕贤 《应用声学》 CSCD 北大核心 2000年第4期35-37,48,共4页
本文给出了应用声有限元素法模拟坐席吸声低谷效应的计算模型。该模型首先在时间域计算房间脉冲响应,再通过傅立叶变换得到声压频谱特性。将有限元分析结果与已有的模型实验及大厅实测数据相比较,证明该方法是研究坐席吸声低谷效应的... 本文给出了应用声有限元素法模拟坐席吸声低谷效应的计算模型。该模型首先在时间域计算房间脉冲响应,再通过傅立叶变换得到声压频谱特性。将有限元分析结果与已有的模型实验及大厅实测数据相比较,证明该方法是研究坐席吸声低谷效应的有效手段。 展开更多
关键词 坐席吸声低谷效应 有限元素 室内声学设计
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应用三维有限元素法求解小尺度封闭空间低频声传递函数方法的研究 被引量:1
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作者 宁方立 陈克安 孙进才 《电声技术》 北大核心 2000年第4期4-7,共4页
文中详细介绍了如何建立用于求解小尺度封闭空间低频声传递函数的三维有限元素模型。并对两类常用的三维有限元素单元进行了比较。
关键词 三维有限元素 低频声传递函数 小尺度封闭空间
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应用有限元素法计算房间声传输函数和声脉冲响应函数 被引量:1
9
作者 赵越喆 吴硕贤 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期664-667,共4页
有限元素法(finiteelementmethod,FEM)是基于声波动方程求解室内声场的数值计算方法,可用于分析复杂形状房间内声场的低频特性.明确地给出了刚性边界条件下房间内两点之间声传输函数和声脉冲响应函数的有限元素法计算模型,并以矩形房间... 有限元素法(finiteelementmethod,FEM)是基于声波动方程求解室内声场的数值计算方法,可用于分析复杂形状房间内声场的低频特性.明确地给出了刚性边界条件下房间内两点之间声传输函数和声脉冲响应函数的有限元素法计算模型,并以矩形房间为例详细讨论了有关细节.所讨论的计算模型可以真实地反映房间内不同声源点、接收点位置上的声压频谱特性和脉冲响应时间结构,如直达声、反射声等.该方法可用于研究声波在室内的传播规律及预测房间的低频声学特性,在指导厅堂音质设计和噪声控制的实践中具有广泛的应用前景. 展开更多
关键词 声传输函数 声脉冲响应函数 有限元素 数值计算 声波动方程 室内声传播
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钢结构梁柱梁翼内侧加劲板补强接头耐震试验及有限元素分析 被引量:1
10
作者 周中哲 饶智凯 《建筑钢结构进展》 2010年第1期18-26,33,共10页
本研究主要探讨钢结构梁柱补强接头之耐震行为,补强接头的主要方式是采取避免破坏既存建筑物楼板且不会减低楼层净高度要求下,在钢梁翼板内侧与箱形柱间焊加劲板增加梁端近柱面之弯矩强度。为证明此补强接头之耐震行为,共进行六组大尺... 本研究主要探讨钢结构梁柱补强接头之耐震行为,补强接头的主要方式是采取避免破坏既存建筑物楼板且不会减低楼层净高度要求下,在钢梁翼板内侧与箱形柱间焊加劲板增加梁端近柱面之弯矩强度。为证明此补强接头之耐震行为,共进行六组大尺寸之梁柱接头试验,其中一组为传统未补强之梁柱接头,另外五组为梁翼内侧加劲板补强接头,未补强之梁柱接头及一组补强接头之梁柱焊接工作于1996年前工地现场完成后,于2006年由既存34层大楼切除后运至实验室进行试验,另四组梁柱补强接头之焊接工作均于2006年在实验室内完成。补强接头试体加劲板与梁翼及柱板接合均采用全渗透焊接,梁上下翼板之背垫板均未移除,亦未与柱面进行填角焊接。二组补强接头试体在实验时的韧性行为极佳,试体在历经第一次反复载重测试至超越美国规范AISC(2005)规定之4%弧度层间侧位移角的要求下,并未发生梁柱接头焊道断裂及强度递减的情形。因此将此二组试体分别进行第二次AISC(2005)反复载重测试,在历经第二次反复载重测试至4%弧度的层间侧位移角时,发生较明显之梁挫屈及强度递减,但梁柱界面焊道未断裂。而另外三组补强接头因梁翼板内侧加劲板所提供的劲度及强度不足,与未补强之梁柱接头试体同样在未能达到AISC(2005)所订定之4%弧度层间侧位移角前而发生破坏。本研究并利用非线性有限元素分析程序ABAQUS(2003)仿真梁柱接头试体,以进一步了解梁翼板内侧加劲板传递梁弯矩的贡献,和可能发生接头破坏的区域。根据实验及有限元素分析结果提出设计方法及范例供工程师补强既有钢结构梁柱接头参考。 展开更多
关键词 钢结构梁柱接头 耐震补强梁 翼内侧加劲板 反复载重测试 有限元素分析
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基于有限元素法的小尺度封闭空间低频声传递函数求解方法研究
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作者 宁方立 陈克安 孙进才 《声学技术》 CSCD 2000年第3期166-166,F003,共2页
如何求解封闭空间中声源点到接收点的低频声传递函数已成为目前小尺度封闭空间可听化技术研究的关键问题。具有较高计算精度并能够处理任意结构形状的有限元素法可作为求解该问题的合适的方法。本文推导出了用于小尺度封闭空间低频声传... 如何求解封闭空间中声源点到接收点的低频声传递函数已成为目前小尺度封闭空间可听化技术研究的关键问题。具有较高计算精度并能够处理任意结构形状的有限元素法可作为求解该问题的合适的方法。本文推导出了用于小尺度封闭空间低频声传递函数的有限元素求解方法 ,并编制了相应的计算机程序。最后在算例中通过与经典模态迭加法给出的结果进行比较 。 展开更多
关键词 有限元素 小尺度封闭空间 低频声传递函数
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在微型机上应用高阶等参元有限元素法计算电磁场
12
作者 陈为 张永烈 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1989年第1期64-72,共9页
本文提出了求解高阶等参元有限元方程的单元系数存贮方式及相应的迭代格式,有效降低了内存占用量,使得有可能在微型机上用高阶等参元有限元法求解较大型的电磁场问题。本文还用拉格朗日乘子法推导了含有电位未知的等值面场域的有限元方... 本文提出了求解高阶等参元有限元方程的单元系数存贮方式及相应的迭代格式,有效降低了内存占用量,使得有可能在微型机上用高阶等参元有限元法求解较大型的电磁场问题。本文还用拉格朗日乘子法推导了含有电位未知的等值面场域的有限元方程,并通过引入广义节点,将本文的方法应用到这类场域。 展开更多
关键词 微机 高阶等参元 有限元素 电磁场 计算
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应用有限元素法计算房间声传输函数和声脉冲响应函数
13
作者 赵越喆 吴硕贤 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期66-66,共1页
明确地给出了刚性边界条件下房间内两点之间声传输函数和声脉冲响应函数的FEM计算模型,并以矩形房间为例详细讨论了有关细节.所讨论的计算模型可以真实地反映房间内不同的声源点、接收点位置上的声压频谱特性和脉冲响应时间结构,如... 明确地给出了刚性边界条件下房间内两点之间声传输函数和声脉冲响应函数的FEM计算模型,并以矩形房间为例详细讨论了有关细节.所讨论的计算模型可以真实地反映房间内不同的声源点、接收点位置上的声压频谱特性和脉冲响应时间结构,如直达声、反射声等.该方法可用于研究声波在室内的传播规律及预测房间的低频声学特性,在指导厅堂音质设计和噪声控制的实践中具有很好的应用前景. 展开更多
关键词 房间 室内 厅堂音质 反射声 计算模型 有限元素 脉冲响应 传输函数 低频 接收
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一种快速计算跨音速流动的多重网格有限元素法
14
作者 沈慧俐 郑小清 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第3期309-320,共12页
非定常方法已能成功地求解跨音速流动问题,但由于收敛速度太慢[1],影响了它在实际中的应用。本文在[2,3]的基础上发展了一种快速的定常欧拉方程解法。采用混合有限元单元来处理跨音速流动中的混合问题。通过对边界条件的精心处理使问题... 非定常方法已能成功地求解跨音速流动问题,但由于收敛速度太慢[1],影响了它在实际中的应用。本文在[2,3]的基础上发展了一种快速的定常欧拉方程解法。采用混合有限元单元来处理跨音速流动中的混合问题。通过对边界条件的精心处理使问题得到很好的适定。一种多重网格有限元迭代法在本文得到了发展,使收敛速度进一步加快。计算结果表明,二元跨音速流场计算仅需数百次迭代就能达到充分收敛、捕捉激波稳定准确,适应性强。表明本方法具有较大的应用价值。 展开更多
关键词 扫描有限元素 多重网格法 跨音速流动
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电热熔渣焊接瑕疵于钢骨箱型柱板破裂的有限元素分析
15
作者 陈诚直 赖建霖 +1 位作者 林克强 林南交 《建筑钢结构进展》 2011年第4期45-51,共7页
为探讨焊接瑕疵对于钢骨箱型柱板破裂行为的影响,本文采有限元素分析,根据裂缝尖端开口位移、应力三轴度与破裂指数等行为指标,来评估柱板破裂的可能性。有限元素模型参数分析结果显示,侧垫板间隙与钢梁相对于电热熔渣焊道的偏心等参数... 为探讨焊接瑕疵对于钢骨箱型柱板破裂行为的影响,本文采有限元素分析,根据裂缝尖端开口位移、应力三轴度与破裂指数等行为指标,来评估柱板破裂的可能性。有限元素模型参数分析结果显示,侧垫板间隙与钢梁相对于电热熔渣焊道的偏心等参数对于箱型柱板破裂的影响较小;然而由于电热熔渣焊道的偏心,即使侧垫板与柱板间隙处的电热熔渣焊熔接线至内横隔板的一个较小的距离,也将产生较大的裂缝尖端开口位移、应力三轴度与破裂指数,因而可能造成柱板的破裂。 展开更多
关键词 电热熔渣焊接 有限元素分析 箱型柱 裂缝尖端开口位移
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有限元素法在变截面钢板弹簧设计中的应用
16
作者 苗卫东 佟刚 《沈阳航空工业学院学报》 2002年第2期22-23,共2页
钢板弹簧作为汽车的重要部件 ,它的强度与刚度对汽车的性能影响很大。本文探讨了采用间隙元法对钢板弹簧进行有限元分析的可能性 。
关键词 有限元素 变截面钢板弹簧 设计 汽车悬架
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复合材料层合结构整体┐局部有限元素法
17
作者 杨乃文 单辉祖 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第4期432-437,共6页
提出一个精确分析复合材料层合结构应力的整体-局部有限元素法.首先,采用分区直线模型的子单元法,计算整个层合结构的位移和应力.然后,在应力计算精度要求较高的局部区域内,以子单元法计算所得节点位移为基础,以应力参数为基本... 提出一个精确分析复合材料层合结构应力的整体-局部有限元素法.首先,采用分区直线模型的子单元法,计算整个层合结构的位移和应力.然后,在应力计算精度要求较高的局部区域内,以子单元法计算所得节点位移为基础,以应力参数为基本未知量,利用修正余能原理,进一步精确分析该局部区域的应力.计算表明。 展开更多
关键词 有限元素 局部域 层合结构 复合材料
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用有限元素法分析瓷绝缘子在烧成过程中的温度场 被引量:4
18
作者 张乙明 尹舜逊 《电瓷避雷器》 CAS 北大核心 1989年第5期1-6,共6页
首次将有限元素法引入电瓷制品烧成过程内部温度场的计算,建立了轴对称类型电瓷制品的三维不稳定导热数学模型.用FORTRAN-77语言编制了计算机源程序,用数字模拟的方法分析了制品在烧成过程中的内外温差,得到了各因素间的定量关系,对产... 首次将有限元素法引入电瓷制品烧成过程内部温度场的计算,建立了轴对称类型电瓷制品的三维不稳定导热数学模型.用FORTRAN-77语言编制了计算机源程序,用数字模拟的方法分析了制品在烧成过程中的内外温差,得到了各因素间的定量关系,对产品炸裂原因及缩短烧成周期的可能性进行了分析讨论. 展开更多
关键词 有限元素 瓷绝缘子 温度场 烧成
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连杆小头—活塞销接触的三维有限元素法计算 被引量:2
19
作者 陆威崙 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第3期237-244,共8页
由于连杆孔—活塞销接触边界及载荷分布形式的不易确定,给连杆的有限元计算带来了困难。通常平面问题处理法假设的余弦或均布载荷常与实际不符,而平面接触解法则把销—活塞销孔与销—连杆孔接触的空间问题简化到了一个平面内,唯有三维... 由于连杆孔—活塞销接触边界及载荷分布形式的不易确定,给连杆的有限元计算带来了困难。通常平面问题处理法假设的余弦或均布载荷常与实际不符,而平面接触解法则把销—活塞销孔与销—连杆孔接触的空间问题简化到了一个平面内,唯有三维接触解法才是最合理的。应用广泛的“SAP5”程序没有求解一般接触问题的自然功能。本文介绍了作者应用该程序求解柴油机连杆—活塞销三维接触问题的处理法,为三维未定边界接触问题的求解提出了一种行之有效的途径,并扩大了SAP5程序的应用范围。应用这种做法对E390柴油机连杆—活塞销三维接触作了计算。对销—孔接触的实际状态,接触边界、接触力等问题进行了研究。与运用“平面弹性接触有限元程序”计算的结果比较,两者接触状态相近。采用平面接触模型时在销直接作用区应力计算有较大误差。 展开更多
关键词 连杆 洗塞销 三维接触 有限元素
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有限元素法建立水泵流体动力学问题计算格式 被引量:1
20
作者 徐德明 《渔业机械仪器》 1993年第2期2-9,共8页
本文通过有限元素法建立了水泵流体动力学问题的计算格式,它主要是将整个求解区域划分成几个三角形单元。通过一个包含边界条件的泛函,再经变分原理,从而得出“流动”刚度矩阵中的各个数值,建立一个“流场”刚度矩阵[K],再以矩阵的形式... 本文通过有限元素法建立了水泵流体动力学问题的计算格式,它主要是将整个求解区域划分成几个三角形单元。通过一个包含边界条件的泛函,再经变分原理,从而得出“流动”刚度矩阵中的各个数值,建立一个“流场”刚度矩阵[K],再以矩阵的形式表示出整个求解区域的一系列代数方程组,根据帕势利方程,可求出求解区域内部任一点的速度,压力,及其在流场中的分布情况。 展开更多
关键词 有限元素 水泵 流体动力学
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