导读:本文包含了耦合物质点法论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:广义插值物质点法,热传导,热弹塑性,热破坏
耦合物质点法论文文献综述
陶俊[1]（2019）在《耦合热弹塑性动力问题的广义插值物质点法研究》一文中研究指出传热和热力耦合是科学研究和工程实际中普遍存在的自然现象,在材料结构设计、航空装备防护、自然灾害预测等领域具有广泛的应用。材料与结构一体化热力耦合模型与算法研究是力学、数学、物理学与材料科学等多学科交叉的研究领域,也是工业生产和装备制造中需要着重解决的基础问题。因此,建立多物理场耦合模型,发展高效的数值算法,研究材料和结构在热力荷载下的耦合热弹塑性动力响应和损伤破坏行为的机理,探索热力耦合行为的内在规律,对于材料设计和优化以及结构性能安全评估具有重要意义。广义插值物质点法作为一种粒子类无网格方法,在多场耦合和损伤破坏等问题的数值模拟方面具有一定的优势,在材料和结构的动力问题中得到了广泛的应用,已成为科学与工程计算中常用的数值方法之一。然而在热力耦合问题中,由于尚未发展热传导问题的物质点法模型,一般采用物质点法进行动力分析,结合其他方法进行传热分析。为了解决耦合场算法的不一致的问题,本文建立了热力耦合分析的广义插值物质点法统一求解框架。首先提出热传导问题的广义插值物质点法模型;然后发展耦合热弹塑性动力问题的广义插值物质点法及其轴对称形式;最后针对热软化和应变局部化问题建立基于Cosserat理论的热弹塑性广义插值物质点法模型。本文工作的具体内容如下:第一、针对瞬态热传导问题,提出了显式广义插值物质点法。该方法基于热传导方程的等效积分弱形式,推导了广义插值物质点法离散方程,阐述了不同温度边界的施加方法,并给出了算法流程。数值算例验证了算法的有效性和准确性,收敛性分析表明该算法随着物质点背景网格尺寸的加密和网格内物质点数量的增加而逐渐收敛。针对物质点上温度结果在空间分布的震荡问题,提出了“再映射”的方法对物质点温度进行光滑处理。此外,发展了指定温度边界的多级网格技术,有效减小了温度震荡和计算误差,使边界处的计算结果更加真实。第二、针对稳态热传导问题,建立了隐式广义插值物质点法计算格式。该方法基于稳态热传导方程的弱形式,建立了热传导矩阵的广义插值物质点法数学列式,并采用Newton-Raphson方法对热平衡方程进行迭代求解。数值算例验证了算法的在不同边界下的有效性和准确性。计算结果还表明算法随着背景网格尺寸的减小和网格内物质点数量的增加而逐渐收敛。此外,该方法可以通过增加网格内物质点的数量取得比有限元更加精确的结果。第叁、考虑温度变化对结构变形的影响,发展了弱耦合热弹塑性动力问题的广义插值物质点法。该方法考虑温度变化对变形的单向耦合作用,在每一个时间步内将温度场和位移场单独求解,设计了耦合场的交错求解策略。通过代表性的算例验证了耦合算法的准确性。进一步结合基于分岔分析的位移不连续本构模型,考虑随温度变化的材料属性,模拟了预应力铝薄膜结构局部受激光照射而发生的热弹塑性破坏过程,显示了方法在处理这类问题中的适用性。第四、考虑温度和变形之间的相互耦合作用,发展了强耦合热弹塑性动力问题的广义插值物质点法。基于质量守恒、动量守恒以及能量守恒方程,该方法考虑了应变率做功对温度的影响,在热传导方程中引入弹性耦合项和塑性耦合项,采用显式时间积分设计了耦合场分析的交错求解策略。通过热弹性冲击和热弹性振动问题验证了方法的准确性。进一步考虑热塑性耦合效应,对金属杆往复弯曲生热问题进行了参数分析。此外,给出了一种基于温度变化的弹塑性本构模型,结合位移不连续破坏本构,模拟了重力和热对流共同作用的热破坏过程。第五、针对轴对称结构,建立了轴对称强耦合热弹塑性动力问题的广义插值物质点法模型。该方法推导了轴对称框架下的插值形函数,对径向坐标小于零的情况进行了坐标截断处理,修正后的形函数消除了原始形函数在靠近对称轴位置的奇异性。通过厚壁圆筒在热力荷载下的响应验证了算法在热弹性问题中的准确性与有效性。结合Johnson-Cook本构模型,将所发展的方法用于Taylor杆撞击实验过程中变形和升温现象的模拟,得到的结果与实验数据和文献报道吻合良好。通过与叁维全尺寸模型计算时间的对比,体现了轴对称算法在时间上的效率优势。第六、针对材料热软化和应变局部化问题,发展了基于Cosserat连续体理论热弹塑性问题的隐式广义插值物质点法。该方法以Cosserat理论作为正则化机制,首先建立了弹塑性分析的隐式广义插值物质点法模型。结合稳态热传导分析,发展了基于Cosserat理论的热弹塑性问题广义插值物质点分析方法,采用Newton-Raphson迭代算法构造了增量格式的耦合场交错求解策略。通过分片试验验证了方法的准确性。通过矩形板的应变局部化分析,探讨了 Cosserat特征长度对剪切带形状的影响。将耦合算法应用于二维平板热力荷载作用下的热软化和应变局部化现象的模拟,结果显示本文方法克服了传统理论广义插值物质点法在应变局部化问题中的网格依赖性。最后,附录介绍了基于上述算法开发的热弹塑性问题广义插值物质点法分析程序CTGIMP。该程序支持OpenMP并行计算,实现了广义插值物质点法统一框架下材料与结构稳态和瞬态传热分析、动力分析以及耦合热弹塑性分析等功能。(本文来源于《大连理工大学》期刊2019-03-01）
陈飞国,葛蔚[2]（2019）在《耦合粗粒化离散颗粒法和多相物质点法的气固两相流模拟》一文中研究指出在气固两相流动的模拟中严格处理颗粒运动和颗粒相互作用时,欧拉-拉格朗日(EL)方法比欧拉-欧拉(EE)方法更具优势。但传统的EL方法仅能处理少量颗粒。将颗粒群作为单个计算颗粒处理可扩大模拟规模,粗粒化离散颗粒法(CG-DPM)和多相物质点法(MP-PIC)是其中两种主要方法,分别更适用于稠密和稀疏的颗粒流体系统。将两种方法耦合建立了更通用、准确和有效的EL方法,比较了不同耦合参数下流型、固相分率分布等定量信息,确定了最佳耦合参数。(本文来源于《过程工程学报》期刊2019年04期）
[3]（2018）在《第二届模拟土体、水流与结构物耦合作用的物质点法国际会议征稿启事》一文中研究指出2019年1月8日至11日,剑桥,英国MPM20198-11 January 2019,Cambridge,UK目标我们非常荣幸地邀请您参加由Anura3D物质点法研究联盟(www.Anura3D.com)于2019年1月在英国剑桥大学举办的第二届模拟土体、水流与结构物耦合作用的物质点法国际会议(MPM2019)。这是研究联盟在欧盟MPM-DREDGE项目资助的系列研讨会和专题讨论会基础上,继2017年1月在荷兰代尔夫特成功举办的MPM2017国际会议之后的第二次大型国际会议。(本文来源于《水动力学研究与进展(A辑)》期刊2018年03期）
陈镇鹏,宋言,张雄,吴博[4]（2017）在《耦合有限元物质点法及其在流固耦合问题中的应用》一文中研究指出有限元法在求解大变形问题时会遇到网格畸变和时间步长严重减小的问题。物质点法在大变形问题中无网格扭曲问题,且粒子代表了物质流动,无需界面追踪算法。但在小变形问题中,物质点法的精度和效率均低于有限元法。该课题组针对冲击侵彻问题提出的耦合有限元物质点法分别采用有限元法和物质点法模拟小变形和大变形物体,物体间的相互作用通过接触算法实现,既保留了有限元针对小变形问题高精度高效率的特点,又避免了材料大变形给有限元法带来的网格扭曲和时间步长严重减小的问题,还可以自动追踪界面。在流固耦合问题中,固体变形较小而流体变形较大,因此也适合用耦合有限元物质点法求解。该文简要介绍了耦合有限元物质点法的基本原理,并将其应用于流固耦合问题中,取得了较好的效果,表明耦合有限元物质点法是分析流固耦合问题的一种有效的方法。(本文来源于《工程力学》期刊2017年12期）
陈镇鹏,宋言,张雄,吴博[5]（2017）在《耦合有限元物质点法及其在流固耦合问题中的应用》一文中研究指出有限元法在求解大变形问题时会遇到网格畸变和时间步长严重减小的问题。物质点法在大变形问题中无网格扭曲问题,且粒子代表了物质流动,无需界面追踪算法。但在小变形问题中,物质点法的精度和效率均低于有限元法。本课题组针对冲击侵彻问题提出的耦合有限元物质点法分别采用有限元法和物质点法模拟小变形和大变形物体,物体间的相互作用通过接触算法实现,既保留了有限元针对小变形问题高精度高效率的特点,又避免了材料大变形给有限元法带来的网格扭曲和时间步长严重减小的问题,还可以自动追踪界面。在流固耦合问题中,固体变形较小而流体变形较大,因此也适合用耦合有限元物质点法求解。本文简要介绍了耦合有限元物质点法的基本原理,并将其应用于流固耦合问题中,取得了较好的效果,表明耦合有限元物质点法是分析流固耦合问题的一种有效的方法。(本文来源于《第26届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ册）》期刊2017-10-20）
陈卫东,张丰超,马敬鑫,师亚琴,路胜卓[6]（2016）在《物质点法与有限差分法耦合数值计算研究》一文中研究指出物质点法(MPM)是一种具有拉格朗日性质的无网格粒子算法,在处理大变形及多介质耦合问题时具有很大优势;有限差分法(FDM)是具有代表性的欧拉描述方法,在计算流体力学领域应用广泛。进行物质点法与有限差分法耦合数值计算研究,对网格节点处温度的更新及动量的计算进行处理,实现了压力与温度的耦合计算;对炸药燃烧转爆轰(DDT)过程进行了数值模拟,并与现有文献对比,结果吻合较好。验证了物质点法与有限差分法耦合数值计算的可行性,并为通过压力与温度耦合计算进行燃烧转爆轰数值模拟提供了新的途径与重要参考。(本文来源于《无网格粒子类方法进展与应用研讨会论文摘要集》期刊2016-08-17）
张雄,张帆[7]（2016）在《流固耦合不可压物质点法及其在晃动问题中的应用》一文中研究指出作为一种混合拉格朗日欧拉法,物质点法在流固耦合问题中具有重要的应用前景。对于自由液面的流动问题,基于物质点法框架已建立了弱可压物质点法和完全不可压物质点法,但在处理流固耦合问题时遇到了困难。弱可压物质点法由于采用可压缩状态方程,导致求解时间步长过小,压力振荡严重,产生了非物理的飞溅现象;完全不可压物质点法基于投影算法和不可压条件,消除了弱可压物质点法的压力振荡,提高了时间步长,但难以处理移动边界问题。基于变分形式的投影算法提出了一种新型流固耦合不可压物质点法,得到了体积加权的压力泊松方程PPE(Pressure Poisson Equation),解决了完全不可压物质点法无法处理不规则边界和移动边界的问题。采用流固耦合不可压物质点法研究了运动刚体容器中的液体晃动问题,并与已有实验和数值结果进行对比,验证了算法的正确性和精度。(本文来源于《计算力学学报》期刊2016年04期）
吴博[8]（2016）在《物质点法与壳单元的耦合及其在鸟撞问题中的应用》一文中研究指出鸟撞对飞行器的安全构成了严重威胁,其验证已成为飞行器适航条例要求之一。鸟撞过程中,鸟体呈流体状产生极大变形,飞行器结构也通常发生破坏,是一个强非线性问题,因而一直是研究的难点、热点。目前,除去少量的实验研究,该问题的数值研究方法根据鸟体模拟方法不同,可以分为叁类:有限元方法、任意拉格朗日欧拉方法和光滑粒子流体动力学方法。但以上叁种方法各自均有较明显的不足,对于鸟撞模拟,目前还没有统一的方法。物质点法在一定程度上避免了以上叁种方法的不足,在此类涉及材料特大变形的问题中体现出了明显优势。本文将用物质点法模拟鸟体,研究飞行器结构的鸟撞问题。飞行器结构主要由薄壁结构组成,有限元壳单元能很好地模拟此类结构,并且在小变形时精度和效率均较高。本文在叁维显式物质点法程序MPM3D的基础上,实现了高效的壳单元和梁单元,以及相应材料模型;提出了基于点面接触算法的物质点与壳单元的耦合方法,用于处理鸟体与结构的复杂相互作用。另外,为了充分利用物质点法和有限元方法各自的优势,本文研究了壳单元自适应转化为物质点的方法,提出了适合鸟撞模拟的自适应物质点有限元方法。经过众多数值算例验证之后,该方法被用于模拟鸟撞刚性板、鸟撞铝板、鸟撞机翼前缘结构和鸟撞完整尾翼结构等问题,计算结果表明了该方法的正确性和实用性。(本文来源于《清华大学》期刊2016-05-01）
孙芳锦,梁爽,张大明[9]（2015）在《物质点法在风与膜结构耦合作用中的应用研究》一文中研究指出为克服常用数值方法在风与膜结构的耦合计算中网格易畸变、耗费机时大的缺点,提出采用物质点法计算风与膜结构的耦合作用。结构域采用物质点法描述,流体域采用浸入边界法描述。结构对流体的作用通过对结构最边缘的网格节点施加边界条件来实现,流体对结构的作用通过在结构表面施加压力和剪力实现。分别给出了结构域、流体域和流固耦合计算的求解步骤。将该算法应用于二维膜结构的耦合计算,得到了结构响应和流体压力场等结果,与采用有限元法计算结果进行了对比,结果符合良好;同时与有限元法对比了计算效率,结果表明物质点法计算效率要高于有限元法。结果表明物质点法计算风与膜结构的流固耦合作用中可以得到准确的结果,且计算效率得到较大提升。(本文来源于《振动与冲击》期刊2015年09期）
苗波阳[10]（2015）在《饱和多孔介质动力分析的耦合双域物质点法》一文中研究指出多孔介质在实际生活中是广泛存在的。多孔介质的力学行为是生物力学和岩土工程等领域关注的重要方面,具有广泛的研究和应用前景。饱和多孔介质在实际生活中广泛存在,其动力学行为分析是生物力学和岩土工程等领域关注的重要方面。目前已有许多数值方法被成功应用于饱和多孔介质的动力行为分析中,其中有限元方法是比较成熟的一种。但是有限元方法的缺点是在求解大变形等问题时会遇到网格畸变等数值困难,一定程度上限制了其应用范围。作为无网格方法的一种,物质点方法由于材料信息不依赖于网格而可以有效地避免网格畸变等数值问题,在大变形分析中获得了广泛的应用。近年来,在物质点法框架下所提出的耦合物质点法也已成功应用到饱和多孔介质的动力分析中。但是,标准物质点法在质点穿越网格时存在数值噪声,将导致数值求解困难。针对该问题,许多改进的物质点法被提出。双域物质点法作为标准物质点法的一个改进形式,可在使用原求解格式的同时减小物质点的跨网格误差。本文基于双域物质点法和饱和多孔介质中、低速动力问题的u-p形式控制方程,提出了耦合双域物质点法,改善了耦合物质点法在处理大变形问题时的缺陷。本文的主要内容和工作如下：第一部分介绍了研究工作的背景和意义以及相关理论的发展情况。第二部分介绍了多孔介质的连续介质模型和有效应力原理。通过引入连续介质力学的质量守恒方程、动量守恒方程及孔隙流体渗流的Darcy方程,获得了饱和多孔介质的宏观控制方程。第叁部分介绍了物质点法的离散方程和算法流程,比较了标准物质点法的叁种改进形式,即广义插值物质点法、对流粒子域插值物质点法和双域物质点法。这叁种方法都是通过某种方式改变了标准物质点法中插值形函数梯度的形式,从而减小在计算过程中产生的数值噪声。本部分最后给出了叁种改进物质点法在二维问题应用中插值形函数和插值形函数空间导数的直观图示。第四部分是本文的主要部分。将双域物质点法的思想应用在饱和多孔介质动力求解中,建立了u-p形式控制方程提出了的离散求解格式,给出了其算法流程。验证了耦合双域物质点法在小变形动力问题分析中的正确性,并对比与CCPDI在大变形情况下的差别,说明算法的待改进之处。(本文来源于《大连理工大学》期刊2015-05-01）
耦合物质点法论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
在气固两相流动的模拟中严格处理颗粒运动和颗粒相互作用时,欧拉-拉格朗日(EL)方法比欧拉-欧拉(EE)方法更具优势。但传统的EL方法仅能处理少量颗粒。将颗粒群作为单个计算颗粒处理可扩大模拟规模,粗粒化离散颗粒法(CG-DPM)和多相物质点法(MP-PIC)是其中两种主要方法,分别更适用于稠密和稀疏的颗粒流体系统。将两种方法耦合建立了更通用、准确和有效的EL方法,比较了不同耦合参数下流型、固相分率分布等定量信息,确定了最佳耦合参数。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
耦合物质点法论文参考文献
[1].陶俊.耦合热弹塑性动力问题的广义插值物质点法研究[D].大连理工大学.2019
[2].陈飞国,葛蔚.耦合粗粒化离散颗粒法和多相物质点法的气固两相流模拟[J].过程工程学报.2019
[3]..第二届模拟土体、水流与结构物耦合作用的物质点法国际会议征稿启事[J].水动力学研究与进展(A辑).2018
[4].陈镇鹏,宋言,张雄,吴博.耦合有限元物质点法及其在流固耦合问题中的应用[J].工程力学.2017
[5].陈镇鹏,宋言,张雄,吴博.耦合有限元物质点法及其在流固耦合问题中的应用[C].第26届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ册）.2017
[6].陈卫东,张丰超,马敬鑫,师亚琴,路胜卓.物质点法与有限差分法耦合数值计算研究[C].无网格粒子类方法进展与应用研讨会论文摘要集.2016
[7].张雄,张帆.流固耦合不可压物质点法及其在晃动问题中的应用[J].计算力学学报.2016
[8].吴博.物质点法与壳单元的耦合及其在鸟撞问题中的应用[D].清华大学.2016
[9].孙芳锦,梁爽,张大明.物质点法在风与膜结构耦合作用中的应用研究[J].振动与冲击.2015
[10].苗波阳.饱和多孔介质动力分析的耦合双域物质点法[D].大连理工大学.2015