基于结构热分析的重分析方法研究及其应用

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1、学校代号10532学号S150200228分类号TB122密级公开硕士学位论文基于结构热分析的重分析方法研究及其应用学位申请人姓名种浩培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称王琥教授学科专业机械工程研究方向重分析算法研究及应用论文提交日期2018年4月20日学校代号：10532学号：S150200228密级：公开湖南大学硕士学位论文基于结构热分析的重分析方法研究及其应用学位申请人姓名：种浩导师姓名及职称：王琥教授培养单位：机械与运载工程学院专业名称：机械工程论文提交日期：2018年04月20日论文答辩日期：2

2、018年05月21日答辩委员会主席：方棋洪教授TheTheoryofResearchandApplicationofReanalysisMethodsBasedonStructuralThermalAnalysisbyChongHaoB.E.(ChinaUniversityofPetroleum)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftherequirementsforthedegreeofMasterofengineeringinMechanicalengin

3、eeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorWangHuApril,2018基于热结构的重分析方法研究及其应用湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论

4、文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在年解密后适用本授权书。2、不保密。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I基于结构热分析的重分析方法研究及其应用摘要在实际工程领域，结构设计是不断修改，并且重复迭代修

5、改计算的过程。然而，重复的进行完整有限元计算必然会加大计算成本。重分析方法作为一种快速求解的策略，能够优化计算成本问题。目前，重分析方法广泛应用于结构静态、动态和非线性问题。然而，关于结构设计中的传热问题，重分析方法还没有相关应用研究。本文着眼于此，主要围绕重分析方法的理论和应用进行展开，结合光滑应变技术，求解各种传热问题。本文具体工作内容主要包括：1）基于组合近似法和独立系数法的传热研究及应用组合近似法结合了局部近似的高效性与全局逼近的准确性，把二项式级数展开的一部分作为缩减基法的基向量，从而大大节约计算成

6、本。独立系数法是一种比较适用于结构局部修改的重分析方法，不需要进行刚度矩阵重复求逆运算和矩阵分解等过程。独立系数法只需要提供初始分解信息，通过减少输入信息，缩减计算规模。针对传统有限元求解结果“过硬”，利用光滑应变技术提高计算精度。本章把重分析方法与NS-FEM结合，在提高计算效率的同时，保证求解精度。2）利用基于多重网格重分析方法的传热问题研究及应用现有重分析方法难以保证修改前后网格的高度一致性。多重网格方法利用网格之间的映射关系，修改前后的网格不再需要保持一致，甚至可以对修改后的结构完全重新划分网格。本章

7、提出基于多重网格的重分析方法，与三维NS-FEM结合，解决部件增加或者减少的完全映射关系和非完全映射关系。数值算例证明该算法的有效性。3）重分析方法在瞬态非线性传热问题中的研究及应用对于瞬态非线性问题，本章利用重分析方法进行迭代求解。数值算例说明组合近似法在迭代求解非线性瞬态传热问题时，可以有效提高计算效率。关键字：重分析，光滑应变，组合近似法，独立系数法，多重网格，瞬态非线性II基于热结构的重分析方法研究及其应用AbstractInpracticalengineeringfield,structuralde

8、signisaprocessofconstantmodificationandrepeatediterativecalculation.However,repeatedfiniteelementanalysiswillincreasethecomputationalexpense.Asafastsolutionstrategy,reanalysiscanoptimizethecomputationa