基于SiPESC的典型流固耦合問題研究及軟件設(shè)計.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平臺針對一類流固耦合問題作分析并探討了數(shù)值實現(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)計了自定義矩陣單元、總體矩陣動態(tài)組裝擴展及外部

2、特征值算法封裝框架。其次，在此基礎(chǔ)上設(shè)計橋梁顫振頻域分析模塊。最后，通過數(shù)值算例驗證了程序的正確性和合理性。
　　對于結(jié)構(gòu)濕模態(tài)分析，附加矩陣是質(zhì)量陣。水中結(jié)構(gòu)自由振動的附加質(zhì)量計算有多種方法，采用邊界元法計算結(jié)構(gòu)三維附加質(zhì)量矩陣具有精度高和效率高等特點。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算。在SiPESC平臺上探討了具有良好開