含左手介质填充的矩形波导的传输特性研究

对含左手介质填充的矩形波导进行了研究,从TE模式的Helmholtz方程出发,根据电磁场的边界条件和矩形波导的性质,推导出这种波导的本征方程;并通过分析,从理论上推导出这种矩形波导能够实现微型化,从而得出它与常规介质波导的不同点.     

新型可控香蕉种植机的结构设计与等效有限元分析

基于提高劳动效率、降低劳动强度的原则、研发了一种可控连杆式香蕉种植机。首先,基于等效思想,结合有限元理论与多体动力学,构造了一种多体动力学建模新方法——等效有限元法,给出了动力学微分方程,建立香蕉种植机机构的等效单元、伪质量矩阵、等效力系,推导出新型香蕉种植机的等效有限元方程,根据四阶Runge—Kutta方法的标准格式求解动力学响应,结果表明:a.等效有限元分析方法与传统分析方法相比,具有结果准确、解题效率高、简介易行,具有极大重大的推广价值,弥补了传统连杆分析方法由于计算复杂、人为分析能力差、容易出错的缺陷;b.该新型香蕉种植机具有一定的可行性和推广价值。     

筒状结构强度理论计算研究

提出了筒状结构强度理论计算方法。首先,基于平衡、几何和物理方程得到平面轴对称问题的应力函数解;其次,推导筒状结构应力、应变、位移沿径向理论计算公式;最后,得到筒状结构的弹性设计方案,建立设计方案的有限元模型进行仿真验证。结果表明:有限元计算和理论计算符合较好,验证了理论推导的正确性。     

单负介质组成的平板波导的传输特性研究

对单负介质（ε和μ一个为正,另一个为负）组成的平板波导进行了研究,从TE模式的Helmholtz方程出发,根据电磁场的边界条件和平板波导的性质,推导出这种波导的色散方程。并通过比较分析,从理论上推导出这种组合的介质波导传输特性。     

自洽半经典方程的虚时迭代解

从Skyrme力出发,采用半经典近似,推导了自洽半经典方程,利用虚时迭代方法对此方程作数值求解以确定一些球形核的基态核子密度,部分结果同HF计算及实验事实作了比较.     

可控源电磁法有限元后处理方法对比

后处理是指对有限元数值解进行数值微分计算得到其余的电磁场分量,从而得到地球物理的电磁响应,这一过程在电磁法的有限元正演中占有重要地位。首先本文基于麦克斯韦方程推导了电场的二次场双旋度方程,通过伽辽金有限元法形成大量稀疏有限元方程组,对方程组进行LU分解法求解计算出节点上的电场分量;基于电场二次场的有限元解,本文分别采样了拉格朗日插值法和加权移动最小二乘法计算出电场分量各空间方向上的梯度值,最后根据电磁旋度公式得到磁场二次场分量。通过地电模型的算例分析表明,拉格朗日插值法计算量极小且精度较高,而加权移动最小二乘法相比前者计算量较大,精度比较低,稳定性较差。     

反复荷载下建筑用劲性混凝土梁柱节点受力的有限元分析

劲性混凝土结构是今后高层建筑应用的主要结构形式之一,然而目前对于这种结构的研究还不完善,为了对建筑用劲性混凝土梁柱节点受力性能有更深入的了解,需对其实现有限元分析。首先,利用位移有限元分析法对混凝土结构进行设定且将其离散为小单元等效系统,而单元集合形成原始结构,再建立每个组成单元的平衡方程,结合后引入混凝土和钢筋的非线性条件求解该方程,计算得出原始结构在离散点的未知量结果。其次,制作轴压比相同的两块混凝土试件,依据有限元分析通过反复低周荷载实验,分析两块混凝土试件的承载力、形态变化、耗能能力等方面对节点受力性能的影响。仿真实验证明,通过对设计的两块混凝土试件进行实验后得出结果与有限元分析计算结果较吻合。     

非线性随机有限元加速收敛算法下的基坑稳定性分析

基坑稳定性分析是基坑设计的一个重要环节,常用的基坑稳定性分析方法忽略了岩土参数的随机性,难以确定基坑的安全稳定性系数,理论分析结果与实际情况差异较大。针对上述问题,提出基于非线性随机有限元加速收敛算法的基坑稳定性分析方法。基于Drucker-Prager准则构建了基坑土体的本构模型,以基坑土体的屈服函数作为随机变量,分析基坑支护结构与土体相互作用机理,依据这种相互作用特性构建了基坑支护结构稳定性分析的失效函数和最危险滑动面的计算模型,推导出界面失效函数对各随机变量的偏导数,采用有限元程序对其进行迭代求解,得到了基坑的稳定安全系数。为了有效提高非线性随机有限元程序的收敛速度,加入Aitken加速法推导出有限元加速迭代式,并将其应用于基坑稳定性分析中。实验结果表明,所提方法合理可行,理论分析结果与基坑状态事实相符,且有效减少了有限元程序的迭代次数。     

Fouerier变换法求解弦振动方程Cauchy问题

本文探讨了主要利用Fourier变换法求解弦振动方程Cauchy问题。首先,利用Fourier变换的定义及性质把要求解的偏微分方程转化成常微分方程。然后,利用常微分方程的基本方法求解出常微分方程的解。最后再取逆变换,用三种方法通过Fourier的性质得到原定解问题的解,改变了以往的用行波法推导弦振动方程Cauchy问题的达朗贝尔公式的方法。     

某预应力异型曲线箱梁桥的设计与计算

结合某公路匝道桥预应力异型曲线箱梁的结构特点,采用空间梁单元对其进行有限元离散,建立了该桥梁结构的有限元分析模型,利用大型结构有限元分析程序MIDAS对连续箱梁桥的力学性能进行了计算和分析,实践证明利用该计算方法可以效率较高的获得满足工程精度要求的计算结果,对于此类桥梁的计算和设计具有一定的指导意义。     

基于有限元的某微型车车架强度分析

基于有限元理论,文章运用HyperWorks和MSC.Patran软件建立了某微型车车架的有限元模型,并通过有限元分析的方法对车架的结构进行仿真分析。对静态弯曲与静态扭转两种典型工况下车架的受力情况进行了计算和应力分析,分析结果表明:该车架受到的最大应力值远小于材料屈服极限,满足设计的要求,为改进结构和轻量化设计提供了重要依据。     

高层建筑结构力学分析方法探析

目前,高层建筑结构力学分析还是停留在利用现有的计算理论进行被动设计的阶段,不能从根本上满足未来高层建筑朝着技术功能先进和艺术完美相结合的方向发展。因此,对高层建筑的结构力学分析需要实践来改进和发展,并以此促进高层建筑结构的不断完善。分析了现代几种高层建筑结构力学的分析方法,包括常微分方程求解器法、有限条法和样条函数法、基于分区广义变分原理与分区混合有限元的分析方法、弹塑性动力分析方法以及最优化理论的结构分析方法。     

现浇混凝土空心楼板的计算方法研究及应用

采用有限元软件ANSYS分析几种不同规格的空心板,说明了现浇混凝土空心板是正交各向异性(等效刚度)板。基于分析各向同性薄板,推导了等效刚度板挠曲微分方程。怎样计算四边支承的圆管式空心板?文中的一种方法为求解方程中微分方程中各项参数,再根据其边界条件求解跨中的挠度以及各特殊点的应力;文中另一种方法为求出正交各向异性(等效刚度)板单元的刚度矩阵的各项参数,运用有限元法对此板进行分析。并举例说明。     

基于太阳定位的技术研究

通过太阳定位方法的探讨,推导出利用曲线拟合来拟合太阳影子和时间关系的曲线方程,并利用求极值方法计算出最短影长和当地正午时间,推导出进行经度、纬度的计算公式。通过实地进行杆子影长的测量,并根据C++进行编程计算,获得了当地的经纬度。     

二维热传导方程的Galerkin边界元解法

针对二维热传导方程的Dirichlet初边值问题,可以采用带时间变量的基本解,利用基于单层位势的间接边界积分方程及其等价的Galerkin变分形式求解,该方法时问步长可以取得较大,能节省计算时间且计算精度高,但涉及到与时空相关的四重奇异积分的计算及指数积分函数的积分处理.文中在采用常单元离散的情况下,推导了具体实施数值计算所需的所有积分公式,完成了数值实验,验证了该方法的有效性和可行性.     

大跨度双层穹顶网架高空拼接施工方法试验测试

大跨度双层穹顶网架高空拼接可行性一直是建筑业的难题。提出对大跨度双层穹顶网架进行可行性设计并完成双层穹顶的测试。利用有限元分析法对大跨度穹顶预应力双层网壳结构中的各构件包括:普通杆件、直线索及多折索等多个受力单元进行刚度矩阵分析;根据杆索各单元的刚度矩阵以及杆和索组成的预应力体系得到总刚度矩阵,运用静力平衡方程对预应力结构总刚度矩阵进行表述,同时利用网壳边界条件重新更改总刚度矩阵后求解计算静力平衡方程,以实现大跨度穹顶设计方案的设计;在仿真环境下利用有限元分析法,获取针对穹顶结构的不同跨度、不同网壳厚度及不同支承方式对凯威特型球面网壳结构的影响。通过实验证明,运用文中凯威特型穹顶结构能够有效完成大跨度双层穹顶网架高空拼接工程。     

一种基于有限元/边界元方法的航空发动机风扇进口噪声辐射预测模型

本文发展了一种基于有限元和边界元耦合方法的管道进口声传播及声辐射计算模型.该模型将整个声场分为内部有限域和外部无界域,分别用有限元和边界元方法求解控制方程,在二者之间的界面上使用具有物理意义的声阻抗参数进行匹配,并通过一种快速迭代方法实现全声场求解.这种迭代方法可以保证有限元刚度矩阵等带宽以及对称的特性不被破坏,有助干提高计算效率.该模型先得到了解析解的检验,进而在无流动情况下对于简化的航发短舱进口管道模型进行了噪声辐射现象的数值模拟,最后基于计算结果分析了声衬对远场声辐射的影响.     

二维稳态线性对流扩散方程的Galerkin有限元方法

利用Galerkin有限元方法求解了二维稳态线性对流扩散方程边值问题,采用伴随算子理论进行了相应的误差分析,数值模拟表明该方法的可行性和有效性。     

幂律钻井液环空层流压降计算

幂律钻井液的同心环空层流压降的精确计算需要求解一个复杂的非线性方程。通过理论推导,将这个复杂的非线性方程转化成另一个等价的非线性方程,证明了这个方程满足二分法求解的应用条件。基于二分法,对这个非线性方程给出了一个数值迭代算法。     

单螺杆式压缩机星轮的共振分析

利用有限元分析软件ANSYS,对单螺杆式压缩机星轮建立了有限元模型并对其进行了模态分析,计算出共振频率和临界转速,并对星轮系统进行结构修改,最终解决了共振问题。其分析结果不但为星轮的故障诊断、安全运行、振动控制提供了理论依据,还为其结构改进、优化设计和动力学修改提供了重要参数。