文档详情

结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：FVM的非线性问题求解.pdf

发布：2024-10-02约2.91万字共28页下载文档

文本预览下载声明

结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：FVM的非线性问题

求解

1绪论

1.1有限体积法的基本概念

有限体积法（FiniteVolumeMethod,FVM）是一种广泛应用于流体力学、热

传导、结构力学等领域的数值方法。它基于守恒定律，将计算域划分为一系列

控制体积，然后在每个控制体积上应用守恒方程，从而将偏微分方程转化为代

数方程组。FVM的核心优势在于它能够精确地处理守恒性质，如质量、动量和

能量的守恒，这使得它在处理复杂流体和结构问题时特别有效。

1.1.1控制体积

控制体积是FVM中的基本单元，通常由网格节点围成。在结构力学中，

显示全部

相似文档

结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：FVM在热结构耦合问题中的应用.pdf 结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：FVM在热结构耦合问题中的应用 1绪论 1.1有限体积法(FVM)简介 有限体积法（FiniteVolumeMethod,FVM）是一种广泛应用于流体力学、热传导和结构力学等领域的数值方法。它基于守恒定律，将计算域划分为一系列控制体积，然后在每个控制体积上应用守恒方程，从而将偏微分方程转化为代数方程组。FVM的主要优点在于它能够自然地处理守恒性问题，且在处理复杂几何和边界条件时具有较高的灵活性。 1.2热结构耦合问题的重要性热结构耦合问题研究的是结构在热载荷作用下的变形和应力变化。在许多
2024-10-04 约2.91万字 27页立即下载
结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：FVM在流固耦合问题中的应用.pdf 结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：FVM在流固耦合问题中的应用 1绪论 1.1有限体积法(FVM)简介 有限体积法（FiniteVolumeMethod,FVM）是一种广泛应用于流体力学、热传导、电磁学等领域的数值方法。它基于守恒定律，将计算域划分为一系列控制体积，然后在每个控制体积上应用守恒方程，从而将偏微分方程转化为代数方程组。FVM的主要优点在于它能够准确地处理守恒性问题，特别是在处理对流和扩散问题时，能够提供稳定的数值解。 1.1.1原理 FVM的核心思想是将连续的物理场离散化，通过积分形式的守恒方程在每个控制体
2024-10-05 约2.85万字 28页立即下载
结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：有限体积法(FVM)概论.pdf 结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：有限体积法(FVM) 概论 1有限体积法(FVM)基础 1.11有限体积法的起源与应用 有限体积法（FiniteVolumeMethod,FVM）起源于20世纪50年代，最初被用于解决流体力学中的偏微分方程。其核心思想是基于守恒定律，将连续的物理域离散成一系列控制体积，然后在每个控制体积上应用守恒定律，从而得到一组离散方程。这种方法在处理对流扩散问题、流体动力学、热传导、电磁学等领域有着广泛的应用，特别是在处理复杂几何形状和边界条件时，FVM显示出了其独特的优势。 1.1.1应用实例
2024-10-05 约2.02万字 18页立即下载
结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：FVM的高级数值技术.pdf 结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：FVM的高级数值技术 1绪论 1.1有限体积法的历史与发展 有限体积法(FiniteVolumeMethod,FVM)作为一种数值解法，其历史可以追溯到20世纪50年代，最初是在流体力学领域中发展起来的，用于求解偏微分方程。FVM的核心思想是基于守恒定律，将连续的物理域离散化为一系列控制体积，然后在每个控制体积上应用守恒定律，从而将偏微分方程转化为代数方程组。这种方法在处理复杂几何和非线性问题时表现出色，因此迅速在工程计算中得到广泛应用。随着计算机技术的进步，FVM在理论和应用上都取
2024-10-01 约3.23万字 36页立即下载
结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：二维平面应力和平面应变问题.pdf 结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：二维平面应力和平面应变问题 1绪论 1.1有限体积法的起源和发展 有限体积法（FiniteVolumeMethod,FVM）起源于20世纪50年代，最初被应用于流体力学领域，特别是解决气体动力学中的偏微分方程。FVM的核心思想是基于守恒定律，将连续的物理域离散成一系列控制体积，然后在每个控制体积上应用守恒定律，从而将偏微分方程转化为代数方程组。这种方法在处理对流主导问题、非线性问题以及复杂几何形状时表现出色，因此迅速在工程计算中得到广泛应用。随着计算机技术的发展，有限体积法逐渐扩展到其
2024-10-04 约2.71万字 27页立即下载
结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：三维结构分析的FVM应用.pdf 结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：三维结构分析的 FVM应用 1绪论 1.1有限体积法的起源与发展 有限体积法（FiniteVolumeMethod,FVM）起源于20世纪50年代，最初被应用于流体力学领域，以解决连续介质的偏微分方程。FVM的核心思想是基于守恒定律，将连续的物理域离散成一系列控制体积，然后在每个控制体积上应用守恒定律，从而将偏微分方程转化为代数方程组。这种方法在处理复杂几何和非线性问题时表现出色，逐渐被扩展应用到结构力学、热传导、电磁学等多个领域。 1.2维结构分析的重要性三维结构分析在工程设计和
2024-10-01 约2.94万字 28页立即下载
结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：FVM的离散化原理与方法.pdf 结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：FVM的离散化原理与方法 1绪论 1.1有限体积法的起源与应用 有限体积法（FiniteVolumeMethod,FVM）起源于20世纪50年代，最初被用于解决流体力学中的偏微分方程。FVM的核心思想是基于守恒定律，将连续的物理域离散化为一系列控制体积，然后在每个控制体积上应用守恒定律，从而将偏微分方程转化为代数方程组。这种方法在处理对流、扩散和源项时表现出色，因此在流体力学、热力学、电磁学以及结构力学等领域得到了广泛应用。在结构力学中，FVM主要用于分析结构的应力、应变和位移。与有限
2024-10-01 约2.69万字 26页立即下载
结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：FVM软件操作与实践.pdf 结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：FVM软件操作与实践 1绪论 1.1有限体积法的基本概念 有限体积法(FiniteVolumeMethod,FVM)是一种广泛应用于流体力学、热传导、电磁学以及结构力学等领域的数值方法。其核心思想是将连续的物理域离散化为一系列控制体积，然后在每个控制体积上应用守恒定律，从而将偏微分方程转化为代数方程组。FVM的优势在于它直接基于守恒原理，能够较好地处理复杂的几何形状和边界条件，同时在计算流体动力学(CFD)中，它能够准确地捕捉到流体的激波和界面。 1.1.1控制体积控制体积是FVM中的
2024-10-04 约2.84万字 32页立即下载
结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：FVM在工程实际案例中的应用.pdf 结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：FVM在工程实际案例中的应用 1绪论 1.1有限体积法的起源与发展 有限体积法（FiniteVolumeMethod,FVM）起源于20世纪50年代，最初被应用于流体力学领域，以解决连续介质的偏微分方程。FVM的核心思想是基于守恒定律，将连续的物理域离散成一系列控制体积，然后在每个控制体积上应用守恒定律，从而将偏微分方程转化为代数方程组。这种方法在处理对流、扩散和源项时表现出色，因此迅速在流体力学、热力学、电磁学等多个领域得到广泛应用。随着计算机技术的发展，FVM逐渐被引入到结构力
2024-10-01 约3.35万字 33页立即下载
结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：FVM的边界条件处理.pdf 结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：FVM的边界条件处理 1有限体积法(FVM)概述 有限体积法（FiniteVolumeMethod,FVM）是一种广泛应用于流体力学、热传导、结构力学等领域的数值方法。它基于守恒定律，通过将计算域划分为一系列控制体积，然后在每个控制体积上应用守恒定律，从而得到一组离散方程。这种方法能够很好地处理复杂几何和边界条件，同时保持守恒性和稳定性。 1.1控制体积的定义在FVM中，计算域被划分为一系列互不重叠的控制体积，每个控制体积包含一个网格节点。控制体积的边界称为面，面的法向量指向外侧。控制体积的
2024-10-04 约1.88万字 18页立即下载
结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：结构力学基础理论.pdf 结构力学数值方法：有限体积法(FVM)：结构力学基础理论 1绪论 1.1有限体积法的历史与发展 有限体积法（FiniteVolumeMethod,FVM）作为一种数值求解偏微分方程的方法，其历史可以追溯到20世纪50年代。起初，FVM被广泛应用于流体力学领域，特别是解决连续介质的守恒定律问题。随着计算机技术的发展和数值方法理论的完善，FVM逐渐扩展到其他工程领域，包括结构力学。FVM的核心思想是基于控制体的概念，将计算域划分为一系列控制体，然后在每个控制体上应用守恒定律，从而将连续的偏微分方程转化为离散的代数方程组。 1.1.1发展历程
2024-10-01 约2.29万字 23页立即下载
结构力学数值方法：谐波平衡法在结构动力学非线性问题中的应用.pdf 结构力学数值方法：谐波平衡法在结构动力学非线性问题 中的应用 1绪论 1.1非线性动力学问题的重要性在结构力学领域，非线性动力学问题的研究至关重要。这些非线性问题通常出现在结构的材料属性、几何形状或边界条件随时间或载荷变化时。例如，当结构承受大变形、大位移或在极端载荷条件下，线性假设不再适用，非线性 效应开始显现。非线性动力学问题的准确分析对于预测结构的动态响应、评估其稳定性以及设计更安全、更高效的结构至关重要。 1.2谐波平衡法的历史与现状谐波平衡法（HarmonicBalanceMethod,HBM）是一种用于求解非线性振动
2024-10-02 约3.01万字 25页立即下载
结构力学数值方法：有限元法(FEM)：非线性有限元分析基础.pdf 结构力学数值方法：有限元法(FEM)：非线性有限元分析基础 1绪论 1.1非线性有限元分析的重要性在工程设计与分析中，非线性有限元分析（NonlinearFiniteElementAnalysis, NLFEA）扮演着至关重要的角色。与线性分析相比，非线性分析能够更准确地预测结构在极端条件下的行为，如大变形、材料非线性、接触问题等。这些条件在实际工程中经常遇到，特别是在航空航天、汽车、土木工程和生物医学领域。例如，飞机在飞行过程中会经历复杂的气动载荷，汽车碰撞时的结构响应，桥梁在地震作用下的稳定性，以及人体骨骼在运动时的力学特性，都需要非线性
2024-10-03 约2.71万字 26页立即下载
结构力学数值方法：迭代法：结构非线性动力学迭代分析.pdf 结构力学数值方法：迭代法：结构非线性动力学迭代分析 1绪论 1.1非线性动力学分析的重要性在结构力学领域，非线性动力学分析对于理解和预测结构在复杂载荷条件下的行为至关重要。与线性分析不同，非线性分析考虑了材料的非线性特性、几何非线性以及边界条件的非线性变化。这些因素在大变形、高应力或动态载荷下尤其显著，可能导致结构性能的显著变化，甚至失效。例如，桥梁、高层建筑、飞机和汽车在地震、风力或高速行驶时的响应，就需要非线性动力学分析来准确评估。 1.2迭代法在结构力学中的应用迭代法是解决非线性动力学问题的关键技术。由于非线性方程通常不能直接
2024-10-01 约3.16万字 31页立即下载
结构力学数值方法：谱方法：非线性结构分析的谱方法.pdf 结构力学数值方法：谱方法：非线性结构分析的谱方法 1绪论 1.1结构力学与数值方法简介 结构力学是研究结构在各种载荷作用下的响应，包括变形、应力和稳定性等。它在工程设计中扮演着至关重要的角色，确保结构的安全性和功能性。数值方法，如有限元法、边界元法和谱方法，是解决复杂结构力学问题的有效工具，它们通过将连续问题离散化，转化为可计算的数学模型。 1.2谱方法的历史与发展谱方法起源于20世纪60年代，最初用于流体力学中的数值模拟。它基于傅里叶级数或正交多项式展开，将问题的解表示为这些函数的线性组合。与传统的有限元方法相比，谱方法在光滑解的近
2024-10-02 约2.05万字 20页立即下载