应用单元基光滑径向点插值法的船舶结构热应力分析

摘要

传热广泛存在于人们的日常生活当中。热应力分析是船舶结构计算过程中需要进行考虑的问题之一，主要包括温度场、温度梯度场、热应变和热应力。对于船舶等相关的大型复杂结构，在工程实践当中往往很难得到热应力的解析解，通常采用基于有限元方法的商业软件进行数值计算。在有限元方法中，二维三角形或三维四面体网格能够不依赖于人工干预自动划分产生，可大大节约前处理时间，但是此类线性网格存在精度低的问题。因此如果能够基于线性单元而提高计算精度，对于工程传热及热应力问题的准确计算非常重要。 针对以上有限元方法存在的问题，在本文的工作中采用基于单元的光滑径向点插值方法（CS-RPIM）来分析具有复杂几何形状和复杂边界条件的热应力问题。CS-RPIM采用线性单元对问题域进行剖分，采用实际节点和虚点相结合的方式构建浓缩的径向基点插值形函数；方法基于广义光滑伽辽金（GS-Galerkin）弱形式创建离散系统方程，并且基于单元的光滑域被执行梯度光滑操作和数值积分。在本文中分别二维和三维的基本算例进行了详细的数值计算，然后将CS-RPIM方法计算得到的结果与相同网格的有限元方法进行对比。与传统线性有限元方法相比，CS-RPIM在使用相同的三角形或四面体网格情况下，在变量梯度、热应变能中能够获得更高的精度和更快的收敛性。

目录

第一个书签之前