收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

元胞单元法理论研究及程序设计

杨吉新  
【摘要】: 元胞单元法是新近出现的一种数值计算方法,它引用元胞自动机的思想将有限元对结构的整体分析变成局域求解,对计算机容量要求低,在大型复杂结构的计算方面具有良好的前景,同时可望形成一种高度并行的算法,适用于未来并行机的要求,是一种富有发展潜力的新的数值方法。 论文以弹性力学平面应力应变问题的求解为例,对元胞单元法进行了全面的、系统的理论描述,阐述了元胞单元法的基本原理和计算步骤,给出了相关定义,并据此对该方法与其它计算方法尤其是有限元法的异同点进行了讨论。为考察该方法的正确性,论文进行了数值试验,列出了详细的计算过程和计算结果,以实际算例对元胞单元法的有效性作出了数值论证。同时,以对大型结构的实际分析为依据,讨论了该方法在大规模计算方面的优势和发展前景。 为探讨元胞单元法的广泛适用性,论文将元胞单元法的应用领域从杆系结构、平面问题拓展到其它结构。首先应用该方法分析弹性薄板的小挠度弯曲问题。依据元胞单元法的基本原理和薄板弯曲理论,提出了用元胞单元法分析薄板弯曲问题的计算步骤,并进行数值试验,论证了其可行性和有效性。同时,还应用该方法分析三维实体结构,以8节点六面体等参元为例进行了数值试验和讨论,证明该方法在弹性力学空间问题中的应用同样是有效的。 为丰富元胞单元法理论,论文开展了非线性元胞单元法研究。根据有限元求解弹塑性问题的基本思想,提出了元胞单元法分析弹塑性问题的方法和步骤,用数值算例对其可行性进行了论证,从而将元胞单元法的应用从线性问题延伸到非线性问题。 元胞单元法是面向未来用于大规模计算的并行计算机而提出的计算方法,但其作为并行算法是否切实可行尚待考证,论文对此进行了讨论,认为古典的力矩分配法是元胞单元法求解连续梁和无侧移刚架的一种特殊形式,并按力矩分配法对连续梁作了局域并行和全域并行分析,对元胞单元法作为并行计算方法的可行性进行了理论探讨。 此外,论文在元胞单元法的可视化实现方面作了一定的工作,研制了一套具有自主知识产权、功能强大、集元胞单元法和有限元于一体的可视化结构分析软件,有良好的建模、分析、结果显示与查询模块,自带绘图功能, 全中文界面,具有计算正确、速度快、结构规模大、可视化程度高、使用方 便、容错性好等优点。 在软件研制过程中,提出一种基于前沿生成法的速度快、稳定性好的平 面元胞元网格自动生成方法和三维六面体网格的线段转换法;根据元胞元模 型的特点,提出一种稳健性较好的三维元胞元模型消隐方法;通过对应力图 生成技术的研究,提出一种对等值线、色带图、浓淡图均适用的应力图快速 生成算法。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨吉新,沈成武,陈定方;元胞单元法在花键分析中的应用[J];工程力学;2003年02期
2 林清,杨吉新,郭慧光,周成昀;元胞单元法在滑坡分析中的应用[J];交通科技;2003年03期
3 刘耀林,刘艳芳,明冬萍;基于灰色局势决策规则的元胞自动机城市扩展模型[J];武汉大学学报(信息科学版);2004年01期
4 孙战利;空间复杂性与地理元胞自动机模拟研究[J];地球信息科学;1999年02期
5 田志友,王浣尘,吴瑞明;区域市场连锁经营选址与布局的元胞自动机模拟[J];系统工程理论方法应用;2005年01期
6 陈克,黄德武;MCA方法在金属材料涂层性能研究中的应用[J];计算力学学报;2003年04期
7 李洪,高和蓓,钱昌吉,高国良;基于元胞自动机的薄膜生长的计算机模拟[J];玉溪师范学院学报;2004年08期
8 罗旋,费维栋,钱革非,王煜明;分子动力学模拟中计算元胞尺寸对计算结果的影响[J];金属学报;1996年08期
9 金鸿章,林德明,韦琦,郭建;基于复杂系统脆性的传染病扩散脆性研究[J];系统工程;2004年10期
10 顾国庆,范炳全,许伯铭;交通系统的元胞自动机模型[J];系统工程理论方法应用;1995年01期
11 林德明,金鸿章,靳相伟;基于元胞自动机的复杂系统脆性仿真[J];系统工程学报;2005年02期
12 王运祥;元胞自动机的复杂度[J];云南大学学报(自然科学版);1994年04期
13 张山山;基于CA的时空过程模拟建模方法[J];武汉大学学报(信息科学版);2004年02期
14 花伟,林柏梁;考虑行车状态的一维元胞自动机交通流模型[J];物理学报;2005年06期
15 赵学龙,祝玉学,鲁兆明;燕昌尾矿坝地下水位预测的一维元胞自动机模型[J];矿业快报;2001年22期
16 董银峰,闫广武;元胞自动机中染色体端粒的动力学方程[J];吉林大学学报(理学版);2004年04期
17 沈成武,戴诗亮,杨吉新,唐小兵;平面弹性力学中的细胞自动机方法[J];清华大学学报(自然科学版);2001年11期
18 应尚军,魏一鸣,范英,蔡嗣经;基于元胞自动机的股票市场投资行为模拟[J];系统工程学报;2001年05期
19 杨吉新,王乘,沈成武;元胞单元法[J];固体力学学报;2004年02期
20 朱鋐雄;新的科学呼唤新的数学工具[J];世界科学;2002年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王宏;张运杰;魏华;刘宏则;邱望仁;;基于元胞自动机模型的图像分割算法[A];第12届全国模糊系统与模糊数学学术年会论文集[C];2004年
2 畅春玲;张运杰;于东;董云影;;建立在模糊逻辑上的模糊元胞自动机[A];第12届全国模糊系统与模糊数学学术年会论文集[C];2004年
3 罗平;;元胞自动机的地理过程模拟机制及扩展应用[A];中国地理学会2004年学术年会暨海峡两岸地理学术研讨会论文摘要集[C];2004年
4 郭洪民;杨湘杰;京玉海;;铝合金凝固微观组织数值模拟[A];第二届半固态金属加工技术研讨会论文集[C];2002年
5 雷蓉;;基于GeoCA的土地利用变化动态模型研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
6 顾国庆;;边界条件对元胞自动器演化行为的影响[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第1卷)[C];1991年
7 杨生华;汪勤悫;;新的有限元法在齿根应力计算中的应用和趋势[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
8 谭云亮;马志涛;李铁增;颜伟;;岩石细观破坏自组织演化的PCA模拟研究[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
9 沈成武;杨吉新;唐小兵;;细胞自动机方法在复合材料层板弯曲中的应用[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
10 沈成武;杨吉新;马道远;;细胞自动机方法在空间桁架力学分析的应用[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨吉新;元胞单元法理论研究及程序设计[D];武汉理工大学;2002年
2 崔建勋;基于元胞传输模型的道路交通区域疏散应急管理研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 张俊兵;基于波谱单元法的结构动力分析[D];华中科技大学;2011年
4 江志松;元胞自动机的语法复杂性[D];苏州大学;2001年
5 毕巍强;空间理论与空间复杂模型研究[D];中国地质大学(北京);2003年
6 石刚;基于Bezier函数的移动节点单元法原理及应用[D];清华大学;2002年
7 殷德胜;岩体渗流与应力分析的数值方法研究[D];武汉大学;2010年
8 卢文龙;城市轨道交通应急疏散的研究[D];中国铁道科学研究院;2012年
9 尹训强;结构—地基动力相互作用计算模型的改进及其工程应用[D];大连理工大学;2013年
10 龙建成;城市道路交通拥堵传播规律及消散控制策略研究[D];北京交通大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张英卜;基于谱单元法的空间框架地震反应分析[D];华中科技大学;2012年
2 彭麟;开放边界条件下元胞自动机交通流模型的研究[D];广西师范大学;2003年
3 刘永欣;基于元胞自动机的交通流研究[D];西南交通大学;2003年
4 罗平;地理特征元胞自动机及城市土地利用演化研究[D];武汉大学;2004年
5 黄兴龙;自动元胞机在钢筋混凝土梁冲击仿真试验中的应用研究[D];天津大学;2010年
6 谭惠丽;交通流元胞自动机模型及其在城市主干道交通中的应用与研究[D];广西师范大学;2002年
7 白克钊;用元胞自动机研究交通流的有关问题[D];广西师范大学;2003年
8 黄乒花;用元胞自动机和格子玻尔兹曼方法研究交通流的有关问题[D];广西师范大学;2001年
9 马志涛;岩石破坏演化细观非均质物理元胞自动机(Mh-PCA)研究[D];山东科技大学;2003年
10 莫智锋;基于元胞自动机原理的微观交通仿真研究[D];重庆大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 广发期货投资研究部 杨威 王翔 谢贞联;多维Copula树及其在机构投资组合风险管理中的运用[N];期货日报;2008年
2 吴;发展中的沟槽栅MOS器件[N];中国电子报;2001年
3 饶祖刚;性能差异化 功率器件制造面临多重挑战[N];中国电子报;2008年
4 顾正华 唐洪武 肖洋 河海大学水利水电工程学院 李云 南京水利科学研究院水工研究所;水流智能模拟大步走来[N];中国水利报;2005年
5 记者 赵占岭 通讯员 郭安廷;软环境造就硬效益[N];经理日报;2004年
6 记者 刘廉君 通讯员 林艳书;河北工大塑造跨世纪人才[N];科技日报;2000年
7 刘玉;蓝绿藻提取物有助于治疗神经疾病[N];中国高新技术产业导报;2001年
8 记者赵凤华;荒漠化不会影响北京2008年奥运[N];科技日报;2002年
9 戴世强;交通科学解决道路拥堵之关键[N];北京日报;2005年
10 记者 彭德倩;火场逃生:跟住“大部队”,但别跟太紧[N];解放日报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978