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基于多尺度模型的复合材料层合板性能预测被引量：2: 2014年; 运用均匀化理论与有限元相结合的方法,预测了风机叶片复合材料层合板的性能。将复合材料层合板内部结构分为宏观、细观和纳观3个层次,建立了复合材料层合板的多尺度模型。通过3次均匀化方法,并编写APDL程序输入商业软件ANSYS,预测材料各参数(碳纳米管体积分数、长径比、弹性模量,纳米薄层体积分数、弹性模量)对复合材料层合板性能的影响。结果表明,当分别增大碳纳米管体积分数、长径比、弹性模量以及纳米薄层体积分数、弹性模量时,风机叶片复合材料层合板的性能均能得到提高。同时表明加入一定量的碳纳米管可以适当提高复合材料层合板的性能。实验结果对风机叶片复合材料的制备有一定的指导作用。; 谢桂兰赵锦枭曹尉南; 关键词：风机叶片复合材料层合板碳纳米管均匀化理论有限元

基于交叉节点对无网格Galerkin法的改进算法研究被引量：2: 2015年; 针对无网格Galerkin法刚度矩阵的稀疏存储实现难、节点与积分点的全局搜索效率低等问题,该文基于交叉节点对及其循环组装整体刚度矩阵的思想,利用CSR格式存储刚度矩阵,通过局部搜索方法来搜寻节点与积分点,提出了一种采用三角形网格进行积分计算的无网格Galerkin法。通过数值算例对比了不同节点规模的刚度矩阵存储消耗,以及节点与积分点的搜索效率。结果表明所提出算法在满足计算精度的前提下,能有效地节省存储空间和提高节点与积分点的搜索效率,并对复杂形状的几何模型具有良好的适应性。; 龚曙光卢海山张建平唐芳; 关键词：无网格GALERKIN法局部搜索

均匀化有限元法预测复合材料层合板宏观有效弹性性能被引量：13: 2014年; 首先由等效能量原理提出复合材料有效弹性模量定义,再由小参数渐进展开均匀化理论,推导出复合材料层合板等效弹性张量。同时结合有限元方法,建立复合材料层合板的多尺度模型,预测碳纳米管以及纳米薄膜增强复合材料层合板的宏观有效弹性模量。由均匀化方法来求得弹性模量的宏观平均值,将其输入商业软件ANSYS系统进行计算,由此把宏、细观两个尺度耦合起来,可以对复合材料层合板进行等效弹性性能分析。这对新材料的研究、发展具有一定的指导作用。; 谢桂兰赵锦枭田杰吴涛; 关键词：复合材料层合板均匀化有限元碳纳米管

FE-EFG耦合法的GPU并行加速及应用研究被引量：2: 2018年; 有限元(Finite element,FE)-无网格Galerkin法(Element-free Galerkin,EFG)耦合能充分发挥有限元和无网格法各自具有的优势,为进一步提高FE-EFG耦合法在大规模工程应用中的计算效率,提出了一种FE-EFG耦合法的图形处理器(Graphic processing unit,GPU)并行加速算法,通过采用局域搜索法搜索EFG区域中节点影响域内的节点或积分点,以及积分点定义域内的节点;利用统一计算架构(Compute unified device architecture,CUDA)特点,在全求解域内引入交叉节点法实现了总体刚度矩阵的并行组装及按行压缩(Compress sparse row,CSR)存储;利用CUDA库函数并结合预条件共轭梯度(Preconditioned conjugate gradient,PCG)法对总体离散方程进行了迭代求解,2个数值算例验证了所提方法的可行性和计算精度,所得结果显示FE-EFG耦合法的计算效率得到显著提高,且其加速比会随计算规模的增加而增大,从而为大规模工程计算提供了一种高效的耦合算法。; 龚曙光廖宇梨谢桂兰张建平; 关键词：组配法

高塔横风诱导振动的流固耦合分析及结构优化: 针对99.7 m高塔结构所产生的诱导振动,依据其现场环境提出了3种加固塔的支架结构,模态分析结果显示加固塔结构的第1、第2阶固有频率随着加固支架的增高而下降;结合RNG k-ε湍流模型和增强的壁面函数,建立了高塔风致响应...; 龚曙光谢桂兰张建平王恒宇; 关键词：风致振动结构优化高塔; 文献传递

原位生长碳纳米管增强复合材料风机叶片性能预测被引量：2: 2014年; 本文采用均匀化理论,结合有限元方法,预测了碳纤维表面原位生长碳纳米管增强复合材料风机叶片的等效性能。根据实验分析,将碳纳米管/碳纤维增强复合材料风机叶片内部结构分别用宏观、细观和纳观三个层次来描述。利用APDL编写的均匀化计算程序,分析了碳纳米管的长度、直径以及弹性模量对复合材料等效性能的影响。计算结果表明,随着碳纳米管长度的增加,复合材料的等效性能增加;当长度一定时,增加碳纳米管的直径和弹性模量,也能提高复合材料的性能。本文结果对复合材料风机叶片的制备有一定的指导作用。; 谢桂兰吴涛赵锦枭曹尉南; 关键词：碳纳米管碳纤维均匀化方法

冻干机矩形容器加筋封板的有限元分析研究被引量：1: 2018年; 基于抗弯截面系数相等的原则,合理简化了医药冻干机封板的加强结构,建立了冻干机矩形容器加筋封板的有限元分析模型,分析了封板的应力分布规律,验证了所建立模型的合理性,并讨论了不同板厚对封板应力的影响。; 卢海山龚曙光张丽娜; 关键词：冻干机有限元分析

三维无网格Galerkin结构分析方法及其应用研究: 2015年; 针对无网格Galerkin法在三维复杂几何形状的结构分析中存在的刚度矩阵的稀疏存储实现难、六面体背景网格适应性差等问题,本文采用逐节点对法组装刚度矩阵,利用CSR格式存储刚度矩阵,提出了一种基于四面体背景积分的改进的三维无网格Galerkin法。通过采用罚函数法施加对称约束和给定位移值约束,并推导出了施加这两种位移约束的统一格式。利用所提算法完成了三维悬臂梁的计算,所得结果与其理论解相吻合;完成了轴流式风机轮毂的结构分析,得到的位移与应力分布结果与其有限元解相吻合。这表明本文所提方法能满足工程应用中的计算要求,并适用于具有复杂形状的几何模型分析。; 刘奇良龚曙光卢海山; 关键词：无网格GALERKIN法

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国家自然科学基金(51375417)