基于框架的新型广义有限单元开发

《基于框架的新型广义有限单元开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级．．．．．．．．．．．．．ＵＤＣ号编中園工程物理妍究院学位论文基于框架的新型广义有限单元开发杨瑣指导教师姓名＾３３．牛攀级工程师＾申请学位级别硕±专业名称施力学－…＿论文提交日期论文答辩口期２０１５年５月＿．．础吃重ＡＪ学位授予单位和日期中国工程物理研究院貞胃教Ｓ答辩委员会制／…巧铁甲葫巧贸尹益辉研究员巧、阅＾人魏永涛教授２０１５年４＾３０日ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化Ｃｈｉｎａｉ

2、ｎｅｅｒｉｎＰｈｉｓＡｃａｄｅｍｏｆＥｎｓｃｙｇｇｙＦ＇ｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｒｅｅｉｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇＣＡＥＰＤｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆＮｅｗＧｅｎｅｒａｌｉｚｅｄＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔｐＢａｓｅｄｏｎＦｒａｍｅｗｏｒｋＡｕ化：ｎｏｒＹａｇＰｕＳｕｅｒｖ－ｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＸｉａｏＳｈｉｆｕｐＩｎｓｔｉ扣化ｏｆＳｙｓ１：ｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎＰｈｓｉｃｓｙｇ

3、ｇｙＭｉａｎｙａｎｇ，ＳｉｃｈｕａｎＡｒｉｌ２０１５ｐ，独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进巧的研究工作及取得的研巧成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国工程物理研究院或其他教育机构的学位或证书使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名；签字日期：如ｌｔ年月＾日＾学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全

4、了解并接受中国工程物理研巧院研巧生部有关保存、使用学位论文的规定，允许论文被查阅、借阅和送交国家有关部口或机构，同时授权中国工稻物理研巧院研巧生部可Ｗ将学位论文全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可［＾影音、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。学位论文作者签备导师签扣４＾签字日期：年如如签字日期：备＾＾义年抑么日＾摘要＂＂有限元方法是计算力学的主流方法之一二五，十期间，中国工程物理研究院实施高性能科学与工程计算战略科技，基于非结构网格框架ＪＡＵＭＩＮ（ＪＡ

5、ｄａｐｔｉｖｅＵｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄＭｅ纯的雌ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓＩｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ馆构巧发展重大装备工程力学ｈ型有限兀并行分析软件平台ＰＡＮＤＡ。本文在中物院高性能科学与工程计算战略科技项目支持下，面向ＰＡＮＤＡ平台拓展先进计算功能需求，开发，研究基于框架的新型有限元开发模式并改进广义有限单元（ＧｅｎｅｒａｌｉｚｅｄＦｉｎｉｔｅ巧ｅｍｅｎｔＧＦ，丰富ＰＡＮＤＡ平台的计算功能，，巧同时为ＰＡＮＤＡ平台扩充基于形函数改进类的先进汁算功能进行前期的技术探索。本文的研究

6、工作取得Ｗ下主要进展；ａ）基于广义有限元基本理论，采用基于框架的有限元开发方法，对ＰＡＮＤＡ平台的单元相关类进行重构和扩展，在ＰＡＮＤＡ平台上开发了广义有限单元，数值一ＰＡＮＤＡ平算例验证和测试了广义有限元的正确性和分析精度，方面丰富了台的分析功能，同时验证了ＰＡＮＤＡ平台扩充基于形函数改进类的先进计算功能的技术可行性。ｂ）结合广义有限元和理性有限元的思想，构造单元形画数时既充分考虑弹性体的泊松效应，，又从弹性力学控制方程出发导出位移附加项建立了平面应力巧平面应变问题的新

7、型广义有限单元（ＮｅｗＧｅｎｅｒａｌｉｚｅｄＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔ，ＮＧＦＥ）；引入单元面积系数，建立了相应的等参元。采用基于框架的有限元开发思想，在ＰＡＮＤＡ平台上开发实现了两种新型单元，，数值算例测试表明新开发的两种平面广文有限单元在规则网格和不规则网格下都能获得比传统有限元和广义有限元更好的计算精度。句基于单元精细计算假定插值函数形式、节点位移约束确定插值函数的系数构造形函数的方式，构建了新型王维广义有限单元，并引入单元体积系数建立了新型广义六面体等参单元。采用

8、基于框架的有限元开发方法，在ＰＡＮＤＡ平台上编程实现了新型广义六面体单元，数值测试算例表明新六面体单元可获得更高的计算精度。一定的学术意义本文的研究工作在发展有限元理论方面具有，同时为国产自主知识ＡＮＤＡ扩充高ｈ－型有限元、多尺度有限元产权软件平台Ｐ精度的Ｐ型和ｐ、扩展有限元等基于形函数改进类的先进计算功能奠定了技术基础。关键词：有限元，广义有限元，形函数，位移附加项，分片试验，框架，ＰＡ