周期边界条件

摘要： 本文针对周期边界条件下变系数非线性二阶问题提出了一种有效的Fourier谱方法。首先,根据边界条件引入了适当的Sobolev空间及其逼近空间,建立了变系数非线性二阶问题的弱形式和相应的离散格式。基于这非线性的离散格式,我们建立了一种线性迭代算法,并给出了该算法相应的Matlab程序设计。最后,我们给出了数值算例,数值结果表明我们提出的算法是收敛的和高精度的。

摘要： 夹杂颗粒复合材料分布形态各异,为确定其力学参数,基于计算均匀化方法,结合随机周期复合材料模型生成算法,提出了一种由表征单元体计算夹杂颗粒复合材料弹性模量的方法,研究了夹杂颗粒分布形态、尺寸和含量对复合材料力学参数的影响.复合材料在颗粒随机分布时表现为各向同性,在颗粒沿一定方向分布时表现为各向异性;复合材料力学参数随单元体尺寸增大逐渐稳定;弹性模量随颗粒含量增加而增大,泊松比随颗粒含量增加而减小.结果表明计算均匀化是研究复合材料力学参数的有效方法.

摘要： 针对吸波超材料与柱面载体共形时其吸波性能变差的问题,提出了一种非均匀单元方案及其优化设计方法.在柱面共形设计中,根据吸波超材料在无曲率变化方向上的周期性建立周期边界条件.基于特征基函数法的子块划分个数通过周期边界条件进行压缩,降低了矩阵方程求解维度,提高了优化设计速度.通过遗传算法优化,得到一组非均匀单元设计参数,并进行加工和实测.仿真和实测结果表明,所设计的非均匀单元方案改善了柱面共形对吸波超材吸波性能的影响,在2.8～8.0GHz频段内实现了良好的雷达散射截面积减缩特性.

摘要： 周期结构具有特殊的物理性质,日益受到人们的青睐,被广泛应用到科学研究和实际应用中.时域有限差分方法属于一种直接的时域计算方法,具有适用性强、节省存储空间和计算空间、天然的并行特性、程序通用性强等优势,在分析周期结构领域中有着广泛应用.采用FDTD算法结合周期结构的理论,分析了一种基于方形单开口环的频率选择表面模型,尺寸为7 mm×7 mm×0.25 mm,中心频率为11 GHz.用商用软件CST(三维电磁场仿真软件)仿真周期结构的模型,通过两者得到的反射系数结果对比,验证了算法的正确性,为后续利用此算法分析更复杂的结构奠定了基础.

摘要： 考虑二维有外力的不可压Euler方程组的周期边值问题,证明了存在梯度有幂指数增长的全局光滑解.通过对速度场的更仔细的估计,证明了在有外力但外力本身不增长的情况下存在梯度有幂指数增长的全局光滑解.有外力不可压Euler方程与无粘性无热传导Boussinesq方程组有相似之处,当中的涡量方程都有外力项,研究有外力不可压Euler方程对研究无粘性无热传导Boussinesq方程组的解的方法有借鉴意义.

摘要： 为使织物在设计前就可预估其拉伸性能,对织物拉伸过程进行了有限元模拟和试验验证.通过超景深数码显微镜对织物试样的细观照片进行尺寸测量,得到纱线的几何结构参数,借助AutoCAD绘图软件建立了三原织物单胞物理模型;基于纱线拉伸试验和织物周期边界条件理论,利用有限元分析软件ANSYS研究了三原织物的拉伸性能;并将有限元仿真结果与拉伸试验结果进行对比.结果表明:织物经向拉伸时,经向平均应力、经向平均应变、纬向平均应变和泊松比的有限元模拟结果与试验结果的差异均在5%左右;经向弹性模量的有限元模拟结果与试验结果的差异也在10%以内;证明有限元仿真的可行性.%In order to predict the tensile properties of fabrics, numerical simulations of fabric tensile process were studied by using finite element method, and corresponding experiment verification was presented. The geometry parameters of the fabrics were obtained by observing the morphology of the fabrics by means of super depth of field digital microscope VHX-5000 . The mechanical unit-cell models of the three-elementary weave were built by AutoCAD. Then, based on the experiment of yarn tensile and the periodic boundary conditions, the tensile properties of the three-elementary weave were studied using ANSYS software. Results of numerical simulations and experiments were compared. The results indicate that when fabrics are stretched along the warp direction, the error of warp average stress, warp average strain, weft average strain and poisson ratio between the simulated and the experimental results are all about 5%. Moreover, the error of warp elasticity modulus between the simulated and the experimental results is about 10%, verifying that numerical simulation using the finite element method is effective.

摘要： A representative volume element (RVE) and shear specimen model of satin weave composite fastener is established and numerical model of prediction on effective elastic module is presented based on periodic boundary conditions.Cross-scale numerical simulation of shear failure in different load angle is implemented.The uniaxial shear tests of satin weave composite fastener are performed.The shear strength obtained from finite element method (FEM) is in good agreement with the experimental results, which demonstrated the feasibility of the FEM model.The influence of different load angle in shear failure mode and strength is discussed, which indicates the shear strength decreases as the load angle growth due to different failure mode.%建立了三维缎纹编织复合材料代表性体积单元(RVE)和紧固件剪切试件模型,引入周期性边界条件,建立了材料的宏观力学性能预报方法,并采用跨尺度计算方法对不同受载角度下的紧固件剪切破坏过程进行了有限元模拟.进行了三维缎纹编织复合材料紧固件的剪切试验,有限元计算结果与试验结果吻合较好,验证了本方法的可行性.分析了不同受载角度对剪切破坏模式及强度的影响,结果表明,该编织复合材料剪切强度随受载角度增大而降低,且具有不同的损伤起始位置和扩展过程.

摘要： 基于一种新的渐近均匀化(AH)实施方法,预测并讨论了单向纤维增强复合材料(FRP)的宏观等效弹性性能及纤维排列方式对等效力学性能的影响.该方法方便地将有限元分析(FEA)软件作为一个工具箱使用,只需在单胞上施加简单位移周期边界条件开展静力学分析,即可经过简单计算得到等效弹性常数,相比传统均匀化实施方法显著降低了实施难度并简化了计算过程.通过对比不同数值方法的结果验证了该方法的有效性和精确性.数值结果表明:六边形排列下单向纤维增强复合材料呈现横观各向同性,而正方形排列下则呈现宏观正交各向异性,经过刚度平均化过程可得到横观各向异性材料性质,纤维体积含量对两种排列方式下材料等效弹性模量影响显著但有所差别.%Based on a new implementation of asymptotic homogenization (AH) method,the macroscopic equivalent elastic properties of unidirectional fiber reinforced polymer (FRP) and the effect of fiber arrangement on the equivalent mechanical properties were predicted and discussed.This method can be easily implemented to obtain the effective elastic constants using commercial finite element analysis (FEA) software as a tool box,and nodal displacement field corresponding to the unit strain field was applied with consideration of periodic boundary conditions.Compared to traditional homogenization methods this method significantly reduced the difficulty of implementation and simplified the calculation process.A comparison of several methods reveals that this implementation method is simple and the result obtained is accurate.The numerical results show:fiber reinforced polymer with hexagonal arrangement has transversely isotropic material behavior but FRP with square arrangement has orthotropic material behavior;a stiffness averageness procedure is required to obtain the transversely isotropic stiffness matrix of FRP;the fiber volume fraction has a significant but different effect on the equivalent elastic modulus of the two kinds of arrangement.

摘要： 采用有限元方法分析双周期排列压电纤维增强复合材料的1-3压电模型。通过对单位胞元引入周期边界条件,对几种典型单胞类型进行分析,并比较FE结果的压电应力系数.对复合材料的设计与评估提供帮助。

摘要： 本文基于时域有限差分(FDTD)法对光栅的光谱特性进行了研究,结合周期边界条件(PBC)成功地将SAC-PML吸收边界条件应用到所提出的数值模型中.对光栅结构和多层结构进行了数值计算,得到了TM波入射时的吸收率。同时,对金属光栅耦合的表面等离子极化(SPPs)和空腔谐振模(Cavity Mode)进行了讨论,分析了其在微结构光谱控制领域的重要应用价值。

摘要： 通常微波管慢波电路轴向周期较多，完整数值求解将占用巨大的计算资源，甚至无法求解。解决这一问题的有效办法之一是尽量减小解域。有限元方法结合准周期边界条件能较好地达到这一目的，并已应用在慢波结构的求解中。为进一步减小解域，本文将基于角向周期性的精简周期边界条件应用到高频电路模拟器中，对文中给出的结构，该方法较标准周期边界条件节省了近一半的计算资源和计算时间。对高频参数两种周期边界条件下HFCS都与HFSS具有同级别的计算精度。

摘要： 本文研究一类新的可积方程Degasperis-Procesi方程的线性分布反馈控制的能稳性问题。首先利用乘了技巧得到反馈控制系统的能量的指数稳定性：然后利用Kato的半群理论得到具有分布反馈控制的闭环系统的解的局部存在性：最后利用能量估汁将局部解延拓为全局解;这些结果足充分考虑了Degasperis-Procesi方程的无穷多个守恒分律这个性质得到的。

摘要： 本文基于FEKO软件平台，采用周期边界条件和矩量法对开关与可调组合型AFSS进行建模、仿真、实物验证和分析。采用FEKO的周期边界条件可以快速模拟FSS这一类周期性的无限大的模型，采用FEKO的矩量法仿真得到的结果也较为准确。此外，FEKO中的集总元件可以加入到微带电路中协同仿真，并可以使用PBC完成对AFSS的快速仿真。

摘要： 本文采用数值模拟方法研究了填充有固体石蜡的金属泡沫在壁面温度随时间作周期波动时石蜡与金属泡沫复合物的热响应特性,研究结果表明,非稳态过程中金属泡沫与石蜡温度不相等,存在局部非热平衡效应,必须采用两方程模型.局部非热平衡效应受壁面温度波动周期、金属泡沫的孔隙率、孔密度、热扩散率等影响,其中,温度波动周期对局部非热平衡影响较大,随波动周期的增大,平均温差存在最大值,即局部非热平衡最明显;孔密度和热扩散率的影响也比较大;而孔隙率的影响相对较小.石蜡和金属泡沫温度波动的幅度(温度振幅)也受这几个因素的影响,其中,温度波动周期的影响最大,温度振幅随波动周期的增大呈对数增大,孔隙率和热扩散率的影响较大,孔密度影响最小.

摘要： 本文采用数值模拟方法研究了填充有固体石蜡的金属泡沫在壁面温度随时间作周期波动时石蜡与金属泡沫复合物的热响应特性,研究结果表明,非稳态过程中金属泡沫与石蜡温度不相等,存在局部非热平衡效应,必须采用两方程模型.局部非热平衡效应受壁面温度波动周期、金属泡沫的孔隙率、孔密度、热扩散率等影响,其中,温度波动周期对局部非热平衡影响较大,随波动周期的增大,平均温差存在最大值,即局部非热平衡最明显;孔密度和热扩散率的影响也比较大;而孔隙率的影响相对较小.石蜡和金属泡沫温度波动的幅度(温度振幅)也受这几个因素的影响,其中,温度波动周期的影响最大,温度振幅随波动周期的增大呈对数增大,孔隙率和热扩散率的影响较大,孔密度影响最小.

摘要： 本文采用数值模拟方法研究了填充有固体石蜡的金属泡沫在壁面温度随时间作周期波动时石蜡与金属泡沫复合物的热响应特性,研究结果表明,非稳态过程中金属泡沫与石蜡温度不相等,存在局部非热平衡效应,必须采用两方程模型.局部非热平衡效应受壁面温度波动周期、金属泡沫的孔隙率、孔密度、热扩散率等影响,其中,温度波动周期对局部非热平衡影响较大,随波动周期的增大,平均温差存在最大值,即局部非热平衡最明显;孔密度和热扩散率的影响也比较大;而孔隙率的影响相对较小.石蜡和金属泡沫温度波动的幅度(温度振幅)也受这几个因素的影响,其中,温度波动周期的影响最大,温度振幅随波动周期的增大呈对数增大,孔隙率和热扩散率的影响较大,孔密度影响最小.

摘要： 本文采用数值模拟方法研究了填充有固体石蜡的金属泡沫在壁面温度随时间作周期波动时石蜡与金属泡沫复合物的热响应特性,研究结果表明,非稳态过程中金属泡沫与石蜡温度不相等,存在局部非热平衡效应,必须采用两方程模型.局部非热平衡效应受壁面温度波动周期、金属泡沫的孔隙率、孔密度、热扩散率等影响,其中,温度波动周期对局部非热平衡影响较大,随波动周期的增大,平均温差存在最大值,即局部非热平衡最明显;孔密度和热扩散率的影响也比较大;而孔隙率的影响相对较小.石蜡和金属泡沫温度波动的幅度(温度振幅)也受这几个因素的影响,其中,温度波动周期的影响最大,温度振幅随波动周期的增大呈对数增大,孔隙率和热扩散率的影响较大,孔密度影响最小.

摘要： 本文采用有限元法分析了频率选择表面的特性,同时利用连接边界条件化无限问题为有限,散射场公式和PML吸收层的应用改善了计算时间和效率,并与FDTD的计算结果和实验结果都吻合的比较好.本文对制作频率选择表面有重要的参考价值.

摘要： 本发明公开了一种火箭发射燃气流冲击条件下流固耦合边界条件确定方法，首先建立燃气流场仿真网格模型和固体有限元仿真网格模型，然后判断燃气流场仿真网格模型和固体有限元仿真网格模型的耦合边界几何特征及流场分布特征，最后根据耦合边界几何特征及流场分布特征，确定流固耦合边界条件。本发明解决了火箭发射燃气流冲击条件下，燃气流场仿真及固体有限元仿真在分界面上的信息传递问题。

摘要： 本发明公开了一种充分发展湍流条件下的大涡模拟计算速度边界条件生成方法，1、向流体计算区域速度边界平面外拉伸网格，得到用于生成速度入口条件的新的流体计算区域；2、改变新计算域周向的几何平整度，促进湍流脉动的生成；3、完成新流体计算区域的空间离散化，网格要求拉伸区域端面上的网格与原始速度入口平面上的网格完全相同；4、将拉伸区域的端面设置为新速度入口，原始的速度入口平面设置为流体内部面，用于监测区域内的流型状况；5、在流体内部面处提取监测的速度分布，按固定频率将监测速度反馈至速度端面，实时更新速度边界值；本发明不引入额外的计算模型，实现过程简单易行，难度较低。

摘要： 本发明公开了井下服役套管的位移边界条件和载荷边界条件确定方法，获取井下服役套管的形貌特征；获取未服役套管在不同大小的剪切载荷和非均匀外挤载荷作用下发生形变后对应的形貌特征；将井下服役套管的形貌特征与未服役套管在不同大小的剪切载荷和非均匀外挤载荷作用下对应的形貌特征进行形貌对比，选取形貌符合率大于等于预设形貌符合率阈值的未服役套管，则导致选取的未服役套管发生形变的剪切位移大小和剪切载荷大小或非均匀外挤位移大小和非均匀外挤载荷大小为井下服役套管的位移边界条件和载荷边界条件。本发明能够准确量化复杂压裂工况下套管位移边界条件及载荷边界条件。

摘要： 本发明的实施例公开一种利用周期性边界条件的功率信号重构方法和系统，所述方法包括：步骤1,输入实测的功率信号序列S；步骤2,对所述功率信号序列S进行数据重构，重构后的功率信号序列为S

摘要： 本发明公开了一种满足无滑边界条件和连续性条件浸入边界隐式迭代求解法，主要包括以下步骤：采用粘性不可压流N‑S控制方程，将动量方程沿特征线展开进行时间离散，利用有限元法进行空间离散，在离散后的控制方程中加入附加体积力；采用直接力法求解附加体积力，使边界上的插值速度等于期望的速度分布；采用分步法时，将附加体积力按是否与压力耦合分为两部分，分别求解；在附加体积力与压力的迭代计算内进行速度校正，得到最终的流场分布。本发明解决了现有的浸入边界法中，无滑边界条件和连续性条件不能同时满足的问题；将附加体积力分为两部分后，与压力不耦合的分力项的求解成本将有效降低，提高了浸入边界法的计算效率。

摘要： 本发明涉及一种基于边界拓扑的热边界条件辨识方法，采用热边界检测单元、热边界拓扑单元、热边界条件辨识单元，其中：热边界检测单元内置于主轴系统结合面的表面，采集主轴系统结合面的温度，采集到的主轴系统结合面的温度数据用于热边界拓扑，热边界拓扑单元根据采集到的主轴系统结合面的温度数据确定拓扑不变量及拓扑结构，热边界条件辨识单元根据拓扑边界计算热边界条件，并通过辨识模型计算主轴系统的热边界条件，计算结果存储于数据库供主轴系统热特性精确分析。本发明的热边界条件辨识方法，不仅可以实现主轴系统结合面接触热阻的辨识，而且可以实现主轴系统内热源生热量及对流换热系数的辨识，同时可用于主轴系统热特性的精确分析。

摘要： 本发明公开了一种基于几何边界运算的分子动力学边界条件快速施加方法，包括：根据分子动力学仿真模型，提取其几何边界，通过几何边界运算找出边界粒子，获取边界域内每个边界粒子的位置信息；为每个边界粒子赋予合理的速度和作用力，使得边界粒子的宏观物理量与微观状态相一致，从而得到完整的分子动力学边界条件。本发明给出了在复杂分子动力学系统上快速施加边界条件的一般方案；施加了平滑过渡的速度边界条件和应力边界条件，边界粒子的速度分布和势能分布，与系统局部的微观动力学状态一致，将边界附近的状态波动限制在较低的水平，解决施加边界条件任务繁重的问题，同时极大减少边界振荡。

摘要： 本发明公开了一种火箭发射燃气流冲击条件下流固耦合边界条件确定方法，首先建立燃气流场仿真网格模型和固体有限元仿真网格模型，然后判断燃气流场仿真网格模型和固体有限元仿真网格模型的耦合边界几何特征及流场分布特征，最后根据耦合边界几何特征及流场分布特征，确定流固耦合边界条件。本发明解决了火箭发射燃气流冲击条件下，燃气流场仿真及固体有限元仿真在分界面上的信息传递问题。

摘要： 本发明公开了一种充分发展湍流条件下的大涡模拟计算速度边界条件生成方法，1、向流体计算区域速度边界平面外拉伸网格，得到用于生成速度入口条件的新的流体计算区域；2、改变新计算域周向的几何平整度，促进湍流脉动的生成；3、完成新流体计算区域的空间离散化，网格要求拉伸区域端面上的网格与原始速度入口平面上的网格完全相同；4、将拉伸区域的端面设置为新速度入口，原始的速度入口平面设置为流体内部面，用于监测区域内的流型状况；5、在流体内部面处提取监测的速度分布，按固定频率将监测速度反馈至速度端面，实时更新速度边界值；本发明不引入额外的计算模型，实现过程简单易行，难度较低。

摘要： 本发明属于航空发动机温度控制技术领域，具体涉及低速条件下旋转盘表面换热系数的温度边界条件修正方法。该方法包括以下步骤；第一步，获取旋转盘表面温度T