基于SiPESC的典型流固耦合問題研究及軟件設(shè)計(jì).pdf

1、隨著現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展，工程結(jié)構(gòu)的精細(xì)分析越來越多地需要考慮結(jié)構(gòu)的多相耦合作用。本文基于SiPESC平臺(tái)針對(duì)一類流固耦合問題作分析并探討了數(shù)值實(shí)現(xiàn)方法。主要包括大跨度橋梁顫振頻域分析和結(jié)構(gòu)濕模態(tài)分析，這兩種流固耦合問題的共同點(diǎn)是流體的作用可通過附加矩陣的形式體現(xiàn)并最終歸結(jié)為特征值問題求解。
　　對(duì)于顫振分析，附加矩陣是剛度陣和阻尼陣。本文首先介紹橋梁顫振頻域分析理論，在SiPESC中設(shè)計(jì)了自定義矩陣單元、總體矩陣動(dòng)態(tài)組裝擴(kuò)展及外部

2、特征值算法封裝框架。其次，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)橋梁顫振頻域分析模塊。最后，通過數(shù)值算例驗(yàn)證了程序的正確性和合理性。
　　對(duì)于結(jié)構(gòu)濕模態(tài)分析，附加矩陣是質(zhì)量陣。水中結(jié)構(gòu)自由振動(dòng)的附加質(zhì)量計(jì)算有多種方法，采用邊界元法計(jì)算結(jié)構(gòu)三維附加質(zhì)量矩陣具有精度高和效率高等特點(diǎn)。本文在前面工作的基礎(chǔ)上研發(fā)了結(jié)構(gòu)濕模態(tài)分析模塊。另外考慮到常規(guī)邊界元法在大規(guī)模計(jì)算中的瓶頸，本文介紹了一種快速多極算法用于加速邊界積分的計(jì)算。在SiPESC平臺(tái)上探討了具有良好開