有限元联解方法在珠江河口水动力研究中的应用

总结了河口二维模型与河网一维模型联解的计算方法的优缺点,借鉴弹性力学中利用有限元法通过固结杆件与块体的连接结点实现两构件组合计算的思路,提出有限元联解方法,实现珠江河网与河口水动力整体求解.应用研究表明,该方法合理,计算结果较理想.     

利用有限元方法求解双曲型缓坡方程

本文提出了一种双曲型缓坡方程的有限元计算方法 ,在建立有限元积分方程时通过在造波线处加入脉动源项来实现内部造波 ,并在开边界处利用阻尼层吸波 ,减少了在边界处由于数值处理引起的误差。数值计算结果与实测值吻合良好。本方法可用于大区域波浪场的计算中     

加筋板极限强度数值计算影响因素及敏感分析

船用加筋板极限强的有限元计算方法应用广泛,但其计算方法具有一定的不稳定性,计算结果受多种因素的影响。本文针对加筋板有限元计算方法的不稳定性进行研究,通过将有限元计算结果与其他学者的研究成果进行对比,验证了本文所采用的有限元方法的可靠性,然后针对加筋板材料、边界条件、网格密度、初始缺陷等几种因素的敏感性进行了具体的研究,发现使用材料的理想应力应变关系得到的计算结果偏于危险,且误差最大可达到17%左右,网格的形状和疏密程度对结果均有影响,边界条件若不考虑横向加强构件的作用,所得计算结果不准确,初始缺陷对有限元结果影响复杂,需要根据加筋板的实际缺陷选取适合的屈曲模态。     

第六章 渤海潮波系统及潮致拉格朗日余流

对渤海潮波系统的计算,我们分别采用二维有限差分方法、有限元方法进行了数值模拟,同时应用三维非线性潮波理论进行了数值计算,除计算潮流外,还计算了潮致余流。     

修正Kalman滤波技术在复杂环境DVL标定中的应用研究

声学多普勒计程仪的安装偏角误差和比例因子误差是影响水下自主导航精度的主要误差源,需要进行精确误差标定.然而任何声呐性能均与海洋环境密切相关,如何实现复杂环境精确标定是计程仪工程应用中面临的实际问题.为此,在分析真实测速数据统计分布基础上,提出了一种基于修正Kalman滤波预处理的误差校准方法,并与标准Kalman滤波预...     

有限元方法在台湾以东海域黑潮流速计算中的应用

1956-1960年间由Turner[13],Clough[16]等引入有限元概念、方法以来,首先在结构分析领域内取得极大进展.与此同时,它也应用于固体力学的许多领域[2,4,7].在七十年代,有限元方法较广泛地应用于流体力学的许多领域[3,11,12].最近几年来,有限元方法也应用于物理海洋学中的一些问题中,例如湖泊与海洋环流问题[14,15,19],潮汐与风暴潮问题[17]等.本文从流体力学原理出发,应用有限元理论建立了黑潮的三维流场有限元方程组.采用了海流理论中常见的物理模式[1,5,18],考虑了压力梯度、柯氏力、重力、水平与垂直方向上的湍流摩擦效应,而不考虑惯性力的影响.本文对所应用的有限元几何形状——三角棱柱进行了插值误差分析,证明了三角形棱面不能出现较大的钝角,也证明了完备性的问题.并将动力计算和有限元二种方法计算的流速进行了比较.     

应用比例边界有限元法求解多种二维浮体水动力特性

比例边界有限元法(SBFEM)是一种半解析的数值方法,比完全数值方法具有更高的精度,该方法结合了有限元和边界元的优点,采用相对少的剖分单元就可以得到较高精度的模拟结果。通过改变有限子域内部比例中心的位置,使这种方法可以应用到多种形式浮体在波浪作用下的水动力特性的计算中。同时还给出了各种形式浮体的波浪力及反射、透射系数的数值结果,并与边界元方法(BEM)计算结果和特征函数展开方法得到解析解进行了比较,均吻合良好。研究表明比例边界有限元不仅可以计算矩形的浮体结构,而且对于多种结构形式的浮体都可以计算,这为多种结构形式浮体的水动力分析提供了一个可行的方法。     

三维海流计算的一个方法

我们曾应用有限元方法计算台湾以东海域黑潮的流速分布[1].由于问题是三维的,又是四个未知量(u,v,w,p),当计算较大的海域时,应用有限元方法得到最终的大型稀疏方程组的阶数甚高,相应矩阵的带宽较大,方程组又是非对称的,因此求解这样的方程组必须在容量较大、速度较快的大型电子计算机上进行.有没有别的方法避免这个困难呢?这就是本文问题的由来.     

基于平行立体视觉技术的海底立体摄像系统研究

计算机视觉经过几十年的发展,被广泛应用于社会各个领域,其核心是研究仿人类视觉从二维投影图像恢复三维景物世界的技术理论。尽管视觉计算理论数学方法上可行,但针对不同的应用需要,其数学算法实现上有所不同。结合应用于大洋海底资源勘查的"海底立体摄像系统"的研制,提出利用平行立体视觉理论实现从摄像图像重构三维海底微地形的技术方法。包括立体摄像机的研制要点、立体图像匹配、图像数据预处理、海底地形三维反演算法等,并对双目立体视觉技术的发展和应用提出了新的认识。     

导管架式海上风力发电支撑结构振型扩阶方法

提出1种适用于海上风力发电支撑结构的模态振型扩阶方法。该方法无需借助转换矩阵实现振型扩阶,而是依靠实测模态并通过修正有限元模型对应振型在未测试自由度的振型值而获得空间完备的模态振型,并且所发展的方法在一定程度上可以忽略有限元模型存在的建模误差,是1种直接的估算方法,计算效率相对较高。文中采用三桩导管架式海上风力发电支撑结构验证提出方法的正确性以及在低阶模态振型扩阶上的优越性。数值结果表明,该方法对传感器位置、数量依赖程度低,尤其对于海上风电结构,仅在结构的水深较浅部位布置少数传感器即可比较精确的实现低阶模态振型扩阶,具有良好的工程应用前景。