计算固体力学就业前景

计算固体力学

非线性有限元第9章 梁和壳

第9章 梁和壳1 2 3 4 5 6 7 8 9

引言 梁理论 基于连续体的梁-CB梁 CB梁的分析 基于连续体的壳-CB壳 CB壳理论 剪切和膜自锁 假设应变单元 一点积分单元

1 引言第 8 章介绍了 平面单元 ( 二 维 ) 和实体单 元(三维)

在二维问题中，最经常应用的低阶单元是 3 节点三 角形和4节点四边形。在三维单元中，是4节点四面体和 8节点六面体单元。

1 引言结构单元可以分类为： 梁，运动由仅含一个独立变量的函数描述； 壳，运动由包含两个独立变量的函数描述； 板，即平面的壳，沿其表面法线方向加载； 膜，面内刚度很大，面外刚度很小的薄壳。

实体单元

壳单元

梁单元

刚体单元

膜单元

无限单元

弹簧和粘壶

桁架单元

1 引言在工程构件和结构的模拟中，梁和壳及其他结构单元是极为有 用的。应用薄壳，如汽车中的金属薄板，飞机的机舱、机翼和风向 舵；以及某些产品的外壳，如手机、洗衣机和计算机。 用连续体单元模拟这些构件需要大量的单元，如采用六面体单 元模拟一根梁沿厚度方向至少需要5个单元，而既便采用低阶的壳单 元也能够代替5个或者更多个连续体单元，极大地改善了运算效率。 应用连续体单元模拟薄壁结构常常导致较高的宽厚比，从

计算固体力学

非线性有限元第9章 梁和壳

第9章 梁和壳1 2 3 4 5 6 7 8 9

引言 梁理论 基于连续体的梁-CB梁 CB梁的分析 基于连续体的壳-CB壳 CB壳理论 剪切和膜自锁 假设应变单元 一点积分单元

1 引言第 8 章介绍了 平面单元 ( 二 维 ) 和实体单 元(三维)

在二维问题中，最经常应用的低阶单元是 3 节点三 角形和4节点四边形。在三维单元中，是4节点四面体和 8节点六面体单元。

1 引言结构单元可以分类为： 梁，运动由仅含一个独立变量的函数描述； 壳，运动由包含两个独立变量的函数描述； 板，即平面的壳，沿其表面法线方向加载； 膜，面内刚度很大，面外刚度很小的薄壳。

实体单元

壳单元

梁单元

刚体单元

膜单元

无限单元

弹簧和粘壶

桁架单元

1 引言在工程构件和结构的模拟中，梁和壳及其他结构单元是极为有 用的。应用薄壳，如汽车中的金属薄板，飞机的机舱、机翼和风向 舵；以及某些产品的外壳，如手机、洗衣机和计算机。 用连续体单元模拟这些构件需要大量的单元，如采用六面体单 元模拟一根梁沿厚度方向至少需要5个单元，而既便采用低阶的壳单 元也能够代替5个或者更多个连续体单元，极大地改善了运算效率。 应用连续体单元模拟薄壁结构常常导致较高的宽厚比，从

线性谱（Linear Spectrum）

FFT????x(t)??????X(f),IFFTFFT????y(t)??????Y(f)IFFTj?(f)

X(f)?|X(f)|e?Re[X(f)]?jIm[X(f)]|X(f)|—幅值谱，?(f)—相位谱，Re[X(f)]—谱实部， Im[X(f)]—谱虚部；

功率谱（Power Spectrum）

1q1q*Gx??XiXi,Gy??YiYi*

qi?1qi?1

互功率谱（Cross Spectrum）

1q*Gxy(f)??Xi(f)Yi(f)

qi?1

相干函数： ?(f)?2xy|Gxy(f)|2Gy(f)Gx(f)2,0??xy(f)?1。

?2?1：x(t)和y(t)有良好的线性因果关系；

?2<1：说明信号受干扰噪音的“污染”，或系统有明显的非线性因素。

DSA的平均技术：

（1）谱的线性平均(等权平均、稳态平均)， （2）时间记录的线性平均， （3）指数平均(动态平均)， （4）峰值保持平均。

结构实验模态理论

1. 传递函数，频响函数

传递函数

2. 频响函数的表达形式

3. 单自由度系统的参数识别

幅频曲线识别

（1） 由峰值Hm，求得半功率点Hp=0.707Hm，再由半功率带宽求得衰减系数的近

似值，根据半功率带宽(

计算流体力学_作业一

要求：

认识CFD软件：学习本课程拟学习和使用的CFD软件ANSYS FLUENT，撰写一份报告，介绍所选CFD软件的功能、可选择的离散格式、湍流模型、求解方法等内容（具体内容可选择1~2项介绍）

学习CFD软件：选择一简单算例，完成建模计算，撰写报告，简述计算模型、计算方法和计算结果

报告格式：正文五号字，行距1.25倍，图大小适中。

一、FLUENT软件简介

CFD商业软件FLUENT，是通用CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转换与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。目前与FLUENT配合最好的标准网格软件是ICEM。

FLUENT系列软件包括通用的CFD软件FLUENT、POLY-FLOW、FIDAP，工程设计软件FloWizard、FLUENT for CATIAV5，TGrid、G/Turbo，CFD教学软件FlowLab，面向特定专业应用的I

计算流体力学_作业一

要求：

认识CFD软件：学习本课程拟学习和使用的CFD软件ANSYS FLUENT，撰写一份报告，介绍所选CFD软件的功能、可选择的离散格式、湍流模型、求解方法等内容（具体内容可选择1~2项介绍）

学习CFD软件：选择一简单算例，完成建模计算，撰写报告，简述计算模型、计算方法和计算结果

报告格式：正文五号字，行距1.25倍，图大小适中。

一、FLUENT软件简介

CFD商业软件FLUENT，是通用CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转换与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。目前与FLUENT配合最好的标准网格软件是ICEM。

FLUENT系列软件包括通用的CFD软件FLUENT、POLY-FLOW、FIDAP，工程设计软件FloWizard、FLUENT for CATIAV5，TGrid、G/Turbo，CFD教学软件FlowLab，面向特定专业应用的I

计算流体力学讲义

哈尔滨工程大学

航天与建筑工程学院

王 革 教授

2009.10

前言

计算流体力学的兴起推动了研究工作的发展。自从1687年牛顿定律公布以来，直到上世纪50年代初，研究流体运动规律的主要方法有两种：一是试验研究，它以地面试验为研究手段；另一种是理论分析方法，它利用简单流动模型假设，给出所研究问题的解析解。理论工作者在研究流体流动规律的基础上建立了各类型主控方程，提出了各种简化流动模型，给出了一系列解析解和计算方法。这些研究成果推动了流体力学的发展，奠定了今天计算流体力学的基础，很多方法仍是目前解决实际问题时常采用的方法。然而，仅采用这些方法研究较复杂的非线性流动现象是不够的，特别是不能满足50年代已开始高速发展起来的宇航飞行器绕流流场特性研究的需要。

计算流体力学的发展与展望

20世纪30年代，由于飞机工业的需要、要求用流体力学理论来了解和指导飞机设计，当时由于飞行速度很低，可以忽略粘性和旋涡，因此流动的模型为拉普拉斯方程，研究工作的重点是椭圆型方程的数值解。利用复变函数理论和解的迭加方法来求解析解。随着飞机外形设计越来越复杂，出现了求解奇异边界积分方程的方法。以后为了考虑粘性效应，有了边界层方程的数值计算方法，并发展成以位势方程为外流方

计算流体力学作业（二）

应用有限元法解圆柱绕流问题

姓名：孙润哲 学号：1120120133

1．三角单元划分

如下图，对本题的网格划分情况，采用最基本的三角形单元划分方法.共有36个节点，51个单元

2．程序清单（C语言）

#include #include #define N 36

void GAUSS(double a[N][N],double b[N]) //高斯消元子程序 { int i,j,k,ida; double da,temp,bei,sum; for(k=0;kfabs(da)) { da=a[i][k]; ida=i; } } if(ida!=k) { for(j=k;j

b[k]=b[ida]; b[ida]=temp; } //转为上三角矩阵 for(i=k+1;i

工程力学就业前景详解（一）：

工程力学专业培养具备力学基础理论知识、试验和计算本事，能在各种工程(如机械、材料、土建、能源、交通、船舶、航空、水利、化工等)中从事与力学有关的科研、技术开发、工程设计和力学教学工作的高级工程科学技术人才。

专业概况

修业年限:四年

授予学位:理学或工学学士

主要课程

理论力学、材料力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学、分析力学、流体力学、振动力学、计算力学、实验力学、结构力学、电工与电子技术、计算机基础知识及程序设计。

主要实践性教学环节:包括军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上。

培养目标

本专业培养掌握工程科学基础理论、工程力学分析方法与先进实验手段，具备力学基础理论知识、计算和试验本事，能在各种工程(如机械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等)中从事与力学有关的科研、技术开发、工程设计和力学教学工作的高

级工程科学技术人才。

培养要求

本专业主要学习力学、数学基本理论和知识，受到必要的工程技能训练，具有应用计算机和现代实验技术手段解决与力学有关的工程问题的基本本事。

毕业生获得的知识和本事

1、具有较强的自学本事创新意识和较高的综合素质。

2、具有较强

计算流体力学第二次实验

小雷诺数：Re=100

程序：

f1=zeros(101,101); f2=zeros(101,101); w1=zeros(101,101); w2=zeros(101,101); re=100; h=0.01; u0=0.1; for i=2:100; w1(1,i)=-2*u0/h; end;

for i=2:100; for j=2:100;

f2(i,j)=(f1(i-1,j)+f1(i+1,j)+f1(i,j-1)+f1(i,j+1)+h*h*w1(i,j))/4; end end

a=zeros(99,99); b=zeros(99,99); for i=1:99; for j=1:99;

a(i,j)=(f2(i,j+1)-f2(i+2,j+1))/4; b(i,j)=(f2(i+1,j+2)-f2(i+1,j))/4; end end

for i=2:100;

供热供燃气通风及空调专业《计算流体力学》结课作业

2012～2013学年第1学期

12级研究生《计算流体力学》结课作业

适用专业：供热供燃气通风及空调工程

一、结合某一具体学科，阐述纯理论方法、实验方法及数值方法在科学研究中的各自优缺点，在此基础上论述数值模拟方法的发展前景。（不少于4千字）。

流体力学是力学的一个重要分支, 是研究流体(液体和气体)的力学运动规律及其应用的学科, 主要研究在各种力的作用下，流体本身的静止状态和运动状态特征，以及流体和相邻固体界面有相对运动时的相互作用和流动规律。在人们的生活和生产活动中随时随地都可遇到流体，流体力学与人类的日常生活和生产事业密切相关。按其研究内容的侧重点不同，分为理论流体力学和工程流体力学。其中理论流体力学主要采用严密的数学推理方法，力求准确性和严密性，工程流体力学侧重于解决工程实际中出现的问题，而不追求数学上的严密性。当然由于流体力学研究的复杂性，在一定程度上，两种方法都必须借助于实验研究，得出经验或半经验的公式。

在实际工程的诸多领域流体力学都起着十分重要的作用。如气象、水利的研究，船舶、飞行器、叶轮机械和核电站的设计及其运行，可燃气体或炸药的爆炸，都广泛地用到流体力学知识。许多现代科学技术所关心的问