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快速边界元法及其在复合材料模拟中的应用



主   办:力学系与湍流重点实验室
报告人:陈永强 副教授
时   间:12月1日(周五)12点
地   点:力学楼434室
主持人:杨莹 教授


内容简介:


边界元法在线性计算中具有显著的优势,例如前处理准备工作简单、精度高,并对薄壁结构和无限域问题相对于有限元法具有显著的优势。然而,传统边界元的缺陷也是很显著的,即由于系数矩阵的非对称稠密满秩的特点,不能处理大规模的工程问题。
近年来,快速多极展开算法被结合到边界元数值方法中,再配合有效的迭代求解器,极大弥补了传统边界元法求解规模不大和效率不高的缺陷,进而成为求解线性问题的快速、高效的数值方法。一些领域和发展方向对线性问题求解的大规模和高效率有很强的需求,并在发展和利用这种快速边界元法求解方面取得了很多的成果。
最近几年,我们开发了结合多极展开算法的高性能边界元法,在线弹性力学问题和势问题的大规模求解进行了很好的测试,作为将来大计算研究的基础。
边界元法另一个优势是处理薄壁结构相关的问题,而边界元法在处理三维尺寸差异大和无限大域有实施上和精度上的实际困难。我们针对具有薄壁特点的旋转结构的振动问题、薄壁结构弹性振动与声场耦合的问题进行了研究。结果表明,经过对薄壁特点所导致的近奇异积分进行恰当的处理后,边界元法能很好地进行相关分析,为进一步的无限域声场和电磁场的分析建立了可靠的数值技术基础。
首先介绍结合快速多极展开的边界元法,通过算例验证了局部变形和应力的高精度,然后用于处理含大量具有界面相夹杂的复合材料,并采用双线性本构关系模拟界面的非线性行为,精确计算界面上的应力和应变,模拟了包含大量带有界面的颗粒复合材料的脱胶过程。其次,介绍采用快速多极边界元法模拟含大量导热体的复合材料的逾渗行为。最后介绍薄壁结构的振动计算和结构、声场耦合计算。

报告人简介:


2001年清华大学工程力学系固体力学专业获博士学位;2002年4月-2004年9月在2138cn太阳集团古天乐力学与工程科学系做博士后研究;2004年10月-2009年7月,2138cn太阳集团古天乐力学与工程科学系讲师;2006年12月-2008年1月,英国卡迪夫大学做博士后(Research Associate);2009年8月至今,2138cn太阳集团古天乐力学与工程科学系副教授。
科研方向:工程力学,计算力学

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