一、几种复合型数值方法的算法模拟与性能比较（论文文献综述）
杨道学[1]（2021）在《基于深度学习的岩石微破裂演化声发射行为特征》文中研究表明我国已建与拟建的岩石工程项目数量之多,规模之大,为世界瞩目,在各类岩石工程施工建设过程中岩石的失稳破坏导致各类工程地质灾害问题愈演愈烈,成为制约岩石工程安全、进度及经济成本的重要因素之一,其中声发射（AE）无损检测技术在各类岩石工程及地质灾害监测预警中应用十分广泛。针对目前基于AE行为的岩石微破裂演化机制研究方面存在的不足,本文综合运用室内试验、理论分析及数值模拟等研究手段,对水力耦合作用下岩石变形破坏过程中微破裂演化机制及AE行为进行研究。主要研究内容及结论如下:（1）在岩石AE滤波及定位方面:针对AE信号的低信噪比、随机性强、非平稳性等特点,提出了一种基于EEMD-SCBSS的AE信号滤波算法;为了消除弹性波在岩石内部传播过程中速度对AE定位精度的影响,提出了一种基于到时时差PSO的未知波速AE定位算法;并基于MATLAB计算平台开发了一套“AE震源矩张量参数反演及震源破裂机制分析软件”,实现了对岩石微破裂过程中AE信号的滤波、未知波速AE定位及AE震源微破裂机制分析。（2）在AE震源产生机制的识别方面:由于AE信号在水中传播过程中衰减速率更快,造成数个AE接收传感器同时采集到同一个AE事件变得较为困难,进而导致矩张量反演理论在研究饱和状态下红砂岩试件变形破坏过程中微破裂演化机制方面存在着一定的局限性;针对矩张量反演理论在识别饱和状态下红砂岩微破裂演化过程中AE震源产生机制存在的问题,提出了一种二维深度残差卷积神经网络识别AE震源产生机制的新方法,通过将一维AE信号转换为二维数字图像,利用深度残差卷积神经网络模型对二维数字图像中高级及抽象的AE震源特征进行提取,并成功地解决了饱和状态下红砂岩微破裂演化过程中AE震源产生机制的识别难题。（3）在不同断裂模式下岩石微破裂演化机制的研究方面:通过Mode Ⅰ与Ⅱ断裂试验测得了不同断裂模式条件下岩石微破裂过程中力学参数与AE行为特征,对不同断裂模式下的AE行为、载荷应力、断裂韧性、非断裂区域损伤量与含水率之间的关系进行了系统性地研究,构建了不同断裂模式下非断裂损伤区域损伤量与含水率之间的数学模型;从CCNBD试件在Mode Ⅰ与Ⅱ断裂过程中主要破坏模式的角度出发,对不同断裂模式下AE信号变化特征进行了分析;基于广义最大周向应力准则推导了Mode Ⅱ断裂模式下CCNBD试件的临界断裂半径、初始起裂角度与含水率之间关系;通过SEM成像结果与AE震源空间分布信息证实了本文提出的非均胶结模型可行性,并利用非均胶结模型对Mode Ⅰ断裂过程中微裂纹扩展机制及断裂过程区进行了研究,揭示了非均质砂岩在Mode Ⅰ断裂过程中微破裂演化机制。（4）在岩石微破裂时间效应的AE行为演化方面:基于统计力学与损伤力学理论建立了岩石微破裂时间效应的含阻尼因子蠕变AE模型,该蠕变模型揭示了减速蠕变及等速蠕变阶AE行为与加速蠕变阶段AE行为的内在联系;利用奇异值分解法对累计AE事件数进行分析,实现了对加速蠕变阶段的定量识别;减速蠕变和等速蠕变阶段的AE波形为突变型,而加速蠕变阶段AE信号波形为突变型和连续型共存的形式,进而从AE波形特性的角度实现了对加速蠕变阶段的定量识别;最终利用弹性波动力学理论对AE波形特征与红砂岩微破裂时间效应之间的关系进行了研究,揭示了红砂岩微破裂时间效应的声发射行为演化特征。（5）针对水对岩石微破裂演化机制的影响:通过数值模拟、AE技术、SEM成像、分形理论与ResNet50模型相结合的研究方法,揭示了不同含水率条件下红砂岩微破裂演化机制。研究结果表明:随着含水量的增加,岩石试件的破坏模式由以张拉型破裂为主导向以剪切型破裂为主导转变,表面的宏观裂纹数目也在逐渐地减少;张拉裂纹更容易聚集形成宏观裂纹,而剪切裂纹分布相对较为分散。并通过对数值模拟结果、SEM成像结果与ResNet50模型识别结果进行对比分析,证实了ResNet50模型可以对不同含水率条件下岩石微破裂过程中AE震源产生机制进行监测解译。
李欢[2]（2021）在《扩展Voronoi单元有限元法的理论及应用研究》文中研究指明材料的断裂是航空、汽车、军事、核能和电子等工程实际领域中相当普遍的现象,研究材料中裂纹在外部载荷作用下的扩展规律,对材料的安全评估和新材料的设计具有重要的意义。采用数值模拟的手段研究裂纹扩展问题一直是力学和材料学科的一个研究热点。如何能正确模拟真实材料的大规模裂纹扩展也一直是该领域的前沿课题之一,对现代工业的发展具有重要的意义。随着计算机技术的发展,各种计算力学方法应运而生,特别是Voronoi单元有限元法,已成为研究包含异质性比如颗粒、孔洞的材料的力学性能的一种有效的方法。然而,传统Voronoi单元有限元法难以解决大规模裂纹扩展贯通全过程的模拟。为了有效地模拟材料的裂纹扩展全过程,本文提出了一种裂纹扩展演化分析的扩展Voronoi单元有限元法（X-VCFEM）,用于模拟均质材料和颗粒增强复合材料大规模裂纹的扩展、相交和贯穿全过程。为研究材料的裂纹演化过程提供了一种新的手段和方法。主要研究内容包括:（1）提出能够反映裂纹表面零面力的修正余能泛函,推导了考虑中心裂纹和边裂纹的新的扩展Voronoi单元有限元格式,开发了一种包含该单元的用于模拟含裂纹的均质材料多条裂纹损伤演化的扩展Voronoi单元有限元法。为了更精确地捕捉裂纹尖端的应力奇异,将奇异应力场解析函数引入单元公式中。单元应力场函数包括两部分:多项式应力函数和奇异应力场函数,前者用于刻画远场应力,后者用于捕捉裂尖的奇异性。开发相应的Fortran程序实现了该单元的求解,得到了含裂纹的均质材料的应力场,基于该应力场,裂尖应力强度因子利用最小二乘法求解,应力场分布和裂纹尖端应力强度因子与商业有限元软件ABAQUS的细网格模型的计算结果比较,结果相吻合,验证了提出的含裂纹的扩展Voronoi单元的有效性,在相同的计算精度下,本方法单元划分简单,计算速度快,显示了处理真实材料裂纹问题的优越性;（2）构建了一种网格重划分算法,裂纹行进过程中,上一增量步裂尖节点被一个节点对所替代,裂纹扩展的方向通过最大能量释放率准则确定。对裂纹扩展过程中网格重划分后的单元的积分区域的划分进行了改进,编制了实现完整的网格重划分算法的Fortran程序,利用程序模拟了含大量裂纹的均质材料的裂纹扩展、相交和贯穿全过程;（3）提出能够反映粘接界面面力连续条件和界面裂纹、基体裂纹表面零界面力的修正余能泛函,推导了能够同时反映界面裂纹和基体裂纹的新的扩展Voronoi单元有限元格式。开发了一种包含该单元的用于模拟颗粒增强复合材料界面裂纹和基体裂纹损伤演化的扩展Voronoi单元有限元法。裂尖附近的奇异应力场解析函数被引入假设应力杂交公式中,对基体裂纹裂尖应力集中进行了精确描述。单元应力场函数包括三部分:多项式应力函数、互作用应力函数和奇异应力场解析函数。其中,多项式应力函数用于刻画远场应力,互作用应力函数用于反映界面形状对应力场的影响,奇异应力场解析函数用于捕捉裂尖的奇异性。开发了相应的Fortran程序实现了该单元的求解,得到了含裂纹的颗粒增强复合材料的应力场,基于该应力场,基体裂纹尖端的应力强度因子利用最小二乘法求解,应力场分布和裂纹尖端应力强度因子与商业有限元软件ABAQUS细网格的模型的计算结果比较,结果一致,验证了提出的包含夹杂、基体-夹杂界面裂纹和基体裂纹的扩展Voronoi单元的有效性;（4）构建了一种全新的网格重划分算法,用来实现模拟颗粒增强复合材料界面裂纹的萌生和扩展,以及界面裂纹转化为基体裂纹,基体裂纹进一步扩展贯穿的全过程。对扩展过程中网格重划分后的单元积分区域进行了改进。引入了一系列临界径向应力和临界周向应力的法则,用来预测界面裂纹沿界面扩展或进入基体,引入最大能量释放率准则准确预测基体裂纹扩展的方向。开发了相应的Fortran程序实现了以上网格重划分算法和裂纹扩展准则,模拟了含大量随机分布夹杂的颗粒增强复合材料的界面裂纹萌生、扩展,界面裂纹转化为基体裂纹,基体裂纹进一步扩展到单元边界,进入相邻单元的全过程。分析了界面裂纹与基体裂纹的相互作用以及颗粒增强复合材料的破坏机理。本论文提出了一种扩展的Voronoi单元有限元法,研究了均质材料和颗粒增强复合材料的力学特性和裂纹演化过程,提出了相应的计算技术,分析和探讨了材料裂纹扩展机理。
任泽斌[3]（2020）在《微通道结构对流动换热特性影响分析》文中认为高新科学技术不断发展,工业取得长足进步,尤其是航天航空、计算机技术的深入发展,对设备的安全稳定运行提出了更高的要求。在这些设备中不乏存在一些发热量较高的元器件。如何对大功率的集成电路、涡轮叶片等发热高的元器件降温成为了研究的热点,另一方面微机系统MEMS的提出,加速了关于微型换热器的研究,本文基于这样的课题背景,对大功率的微通道换热器（微通道热沉）进行了研究。首先介绍了微通道热沉的基本研究现状,包括改变截面形状,改变工质流体以及关于粗糙度的研究三个方面。同时对微通道热沉的流动特性和能量传递进行了简单介绍,并对尺度效应做了大致的归纳与解释。介绍了分形几何学的研究现状,对分形维数的概念进行了数学解释;开发出了二维分形函数的matlab程序。以影响分型函数曲线的两个重要参数为变量对分形函数曲线进行了对比,发现了特征系数和分形维数对曲线形态的影响,为后续模型建立打下了基础。对流体动力学中的控制方程以及能量控制方程进行了推导,确定了基本的边界条件。介绍了一些衡量传热和流动特性的参数与其计算公式。以两种建模的思想,控制微型单层直通道热沉的高宽比进行了建模,对计算后得到的结果进行了定性分析,确定了两个设计变量及其范围。介绍了响应面方法的基本思想,带入上述两个设计变量,并以进出口压降和温差进行了实验设计,通过软件Design Expert建立了响应面数学模型,得到了关于设计变量与响应值的两个二次多项式。对数学模型的精度进行了分析,发现精度较高,对二次多项式的系数进行了分析,发现多项式系数具有很高的显着性,可以很好的表述设计变量与响应值之间的关系。对微通道粗糙元进行了研究。通过控制规则粗糙元的高度、间距,分形函数粗糙元的特征系数和等分间距,对粗糙元对微通道的流动换热特性进行了研究,同时以四种雷诺数对模型进行了计算,发现了关于粗糙元高度、粗糙元间距、粗糙元空间位置、雷诺数以及粗糙元形状对流动及换热特性的影响机理。对扰流柱的排列方式,横向间距和纵向间距,以及异形扰流柱进行了对比研究,发现叉排排列比平行排列有更好的换热性能。横向间距相比于纵向间距,对流动特性的影响更大。在关于异形扰流柱的研究中,发现水滴型扰流柱对换热性能有较大促进作用,机翼形扰流柱在增加一定的换热能力的同时,压力损失最小。
刘扬[4]（2020）在《基于形状记忆聚合物的复合材料芯模设计》文中进行了进一步梳理针对变截面、变轴线的复杂管状复合材料试件在成型过程中模具难以设计、脱模难度大的问题,形状记忆聚合物制作的主动变形芯模由于其主动变形及变刚度的特点,可以作为复杂异性结构成型过程的芯模,完成自动脱模。但是限制智能芯模广泛使用的关键因素是在高温吹塑时,聚合物力学性能差,大变形时芯模容易撕裂,可重复使用率低。为解决此问题,本文提出使用弹性纤维对聚合物进行复合,建立了纤维复合型智能芯模,分别对其力学性能和主动变形特征使用有限元方式进行验证,探究其可行性。本文针对纤维复合型结构建立力学模型,从材料单胞分析其拉伸膜量、拉伸强度与材料参数和结构尺寸对应的关系;建立适用于聚合物材料的粘弹性本构模型,确立适用于本文聚合物的材料本构;用多项式函数对材料DMA曲线进行耦合,选取高温吹塑时的材料参数,使用遗传算法函数对结构进行仿真优化,得出优化结构;建立优化后的复合结构仿真模型,进行双轴拉伸与正交弯曲模拟,分析其应力与应变情况,与纯聚合物进行对比,验证了结构优化的可行性。根据优化后的结构模型以及拟合后的材料本构,建立复合型芯模模型,使用ABAQUS进行成型过程仿真分析。先针对芯模气压和R角进行前期仿真筛选,以芯模贴合度及应力分布作为检验方式,筛选出合适的吹塑气压和芯模R角并进行后续吹塑。分别对两种弹性纤维复合型芯模以及纯聚合物芯模进行吹塑,对R角以及大变形段进行应力和应变分析,分析芯模各基体材料应力分布情况,为后期实际使用提供参考。为了验证纤维复合形式对芯模形状记忆特性的影响,分别制作复合型芯模和纯聚合物芯模,测试形状固定率,并从仿真角度采用相同环境变量,以及材料本构,进行仿真验证;进行芯模吹塑循环仿真分析,并进行相同环境的等效实验验证,分析仿真数据与实验值中的形状回复速率,进行数据对比。
杨露[5]（2020）在《基于湍流场特性的调浆过程强化机理研究》文中指出随着矿产资源的日益贫、杂、细化,浮选作为微细粒难选矿物分选的有效方法,在工业生产中得到广泛应用。调浆作业作为矿物浮选的预处理环节,其在强化颗粒及药剂分散、促进颗粒与药剂间作用、改善颗粒表界面特性等方面起着重要作用。近年来针对浮选调浆过程的研究主要集中在调浆装置内流场特性研究及其结构优化设计方面,但从流场微观特征参量角度开展的研究相对较少。因此,论文以湍流场微观特征参量为切入点,深入探究搅拌槽内湍流场的能量耗散尺度分布规律及其强化调浆过程的作用机制,进一步丰富流体强化调浆过程的应用基础研究,为调浆过程强化设计提供理论指导,具有重要理论价值和工程意义。基于单相流数值计算,分析了不同型式湍流场下搅拌槽内流体湍流涡耗散微尺度的空间分布特性,结果表明提高叶轮旋转速度能够降低槽内流体的湍流涡耗散微尺度,同时随着r/R的提高槽内湍流涡耗散微尺度逐渐增大;槽内湍流场型式决定湍流涡耗散微尺度在轴向高度及径向位置上的演变行为,复合型湍流场下在r/R=1.07时槽内流体湍流涡耗散微尺度最小值为8.58μm;进一步分析了不同湍流场型式下搅拌槽特征区域内湍流涡耗散微尺度的分布规律,并构建了轴向型和径向型湍流场下特征区域内不同高度位置处湍流涡耗散微尺度沿径向分布的数学模型。依托欧拉两相流数值计算,探究了湍流场作用下不同粒径固相颗粒体积分数的分布特性,明晰了不同型式湍流场对细粒颗粒悬浮均匀度的强化作用规律,即轴向型湍流场<径向型湍流场<复合型湍流场;分析了不同型式湍流场作用下固相颗粒对搅拌槽内流体湍流涡耗散微尺度的影响行为,结果表明轴向型湍流场中随着叶轮旋转速度的提高,固相颗粒对湍流涡耗散微尺度在轴向高度上的影响范围减小,而径向型及复合型湍流场中固相颗粒显着增大了叶轮区域外流体的湍流涡耗散微尺度;通过试验测试了搅拌槽内的矿浆浓度分布,并借助神经网络分别确定了轴向型、径向型及复合型湍流场下的2×8×1、2×6×1及2×8×1矿浆浓度预测模型。以湍流强化调浆体系内颗粒聚团的变化规律为切入点,验证了径向型及复合型湍流场作用下颗粒间聚团行为的三个阶段:聚团形成、聚团破裂及再次聚团阶段;探究了不同型式湍流场作用下调浆体系内矿浆的矿化行为,即复合型湍流场内矿浆的矿化程度最高;基于原子力显微镜从微观层面分析了不同型式湍流场调浆作用后石英颗粒间的相互作用力,结果表明湍流场型式显着影响颗粒间的分离距离及粘附力,间接揭示了湍流场特性对石英颗粒与药剂间吸附性能的影响规律。基于湍流场作用下的搅拌槽体系,确定了湍流涡量与湍流能量耗散率间存在的对应关系;基于搅拌槽内颗粒在轴向方向上的受力分析,建立了微元控制体内矿浆均质性分布的控制方程,探究了搅拌槽内固相颗粒悬浮分散性能与湍流涡耗散微尺度及湍流强度间的作用关系,即湍流涡耗散微尺度对不同粒径颗粒离底悬浮的作用程度不同,且高湍流强度是槽内固相颗粒均匀分布的必要不充分条件;以湍流场中颗粒跟随性、颗粒间碰撞概率、颗粒间聚团形成及聚团破裂机制为研究切入点,推导出湍流场中颗粒间的聚团概率方程。选取粉煤灰为试验样品,研究了不同型式湍流场作用下粉煤灰调浆的界面效应;粉煤灰调浆-浮选试验研究结果表明,轴向型湍流场作用下的粉煤灰累积未燃炭回收率明显小于径向型及复合型湍流场,且在调浆速度1500 rpm时复合型湍流场作用下的粉煤灰浮选速率常数值最大为0.0862 s-1,同时尾灰烧失量最低为2.33%,验证了湍流场型式对浮选粉煤灰浮选动力学及脱炭性能影响的差异性;显着性分析表明复合型湍流场下调浆速度显着影响粉煤灰浮选的炭脱除率及尾灰烧失量;基于上述研究,提出调浆体系中流体湍流强度及湍流涡耗散区间的均衡适配是实现调浆过程强化的关键。该论文有图180幅,表38个,参考文献185篇。
孙鹏飞[6]（2020）在《全海深载人潜水器水动力性能研究及参数优化》文中进行了进一步梳理国际海洋科学界将水深6500米以深的区域定义为“深渊海沟”,简称深渊,把专门研究深渊内的海洋科学称为深渊科学,主要研究内容包括地质学、生物学和生态学等前沿科学。作为深渊科学研究不可或缺的重要装备,下潜深度更大、作业时间更长的全海深潜水器在深渊科学研究中扮演着越来越重要的角色。潜水器类型不同,则各自水动力特点也不同,水动力研究的重点亦有所差别。对于全海深载人潜水器,随着水深的增大和下潜上浮距离的增长,如何通过运动优化实现快速的水面与海底间迁移;如何通过外形优化减少阻力,降低能源消耗,保证长时间的水下可作业时间以及由此带来的一系列水动力问题,使得水动力学科在全海深潜水器设计中发挥着越来越重要的作用,水动力性能的优劣直接影响着潜水器的经济性、实用性和安全性等。本课题以上海海洋大学深渊科学技术研究中心正在研发的“彩虹鱼”号全海深载人潜水器为研究对象,对其展开相关水动力性能研究,通过研究进而对潜水器参数进行优化,旨在为潜水器研制提供技术支持。为解决上述问题,本论文主要开展了以下工作:（1）本文分别对现有国内外全海深无人和载人潜水器进行综述,重点阐述了全海深潜水器的功能和性能。从水动力性能研究方法出发,概述了理论分析、实验研究和计算流体动力学三种不同的方法。同时介绍了潜水器进行水动力性能的主要内容包括阻力计算、型线优化设计以及下潜上浮过程速度和姿态模拟,并对每一部分内容进行综述。（2）本文使用计算流体力学方法分别开展了潜水器直航和垂直下潜上浮工况下数值计算研究。为了建立精确有限元网格模型,分别开展了计算域尺度、网格大小等因素敏感性研究以及不同的湍流模型在直航和下潜上浮阻力计算中的适用性研究,并选取合适的湍流模型,通过与已有实验数据对比验证了数值模型的有效性,研究得到了不同工况下的数值计算网格模型和湍流模型。利用所建立的数值计算模型,分别对直航、多角度下潜上浮不同工况进行流体仿真,获得不同速度下的阻力及有效功率,通过流场云图分析了不同工况下的流场性能。（3）本文对潜水器的阻力性能进行研究,通过优化型线的方式获得了阻力较小的外形方案。从前进工况的流场云图和速度云图出发,研究了潜水器的阻力性能,将艏部型线作为优化目标,在Isight中搭建了CATIA-ICEM CFD-Fluent一体化优化平台,并采用了试验设计、克里格近似模型和自适应模拟退火优化算法相结合的优化方式,通过优化分析得到了优化后的潜水器外形模型,降低了运动阻力。（4）本文通过不同的研究方法对潜水器无动力下潜上浮运动进行研究,获得了潜水器无动力下潜上浮运动性能。以下潜运动作为计算工况,在不考虑舵力的情况下,分别将下潜运动看成二维平面内的匀速直线运动和具有加速度、角速度的二维平面运动,并对每种运动情况分别展开分析。当看成是匀速直线运动时,对压载铁三种不同的放置位置进行分析,通过建立运动方程并使用Matlab软件对每一种工况进行计算分析,得到下潜时间随压载铁重量等参数的变化关系,直观的表达出不同参数对于下潜的影响。看成是具有加速度和角速度的运动时,通过Matlab中的Simulink模块建立无动力下潜运动模型并进行仿真,得到了下潜运动轨迹、速度变化曲线等结果,获得了下潜运动性能。本文具体研究意义如下:（1）本文建立了一套适用性好的数值计算模型,不仅可以为载人潜水器的设计打下良好的基础,也可以为其他水下物体进行流体仿真提供一定的参考。（2）本文较全面的对潜水器前进后退和多角度下潜上浮各个工况进行数值模拟,得到了多航速下的阻力与有效功率,可以为潜水器后续进行推进系统配置提供理论依据。（3）本文通过所获得的潜水器三维模型,不仅改善了阻力性能,也可以对潜水器的设计具有一定的帮助。本文所设计的优化流程也可以为工程人员进行水下装备型线、结构等优化时提供一定的思路与方法。（4）本文对潜水器的无动力下潜运动进行了综合分析,为潜水器后续的潜浮设计提供了理论支撑。
赵豪[7]（2020）在《复合型沟槽吸液芯均热板的数值分析与优化设计方法研究》文中进行了进一步梳理随着微电子技术和光电技术等领域的快速发展,各种电子设备和元器件都朝着高性能、高集成化的方向发展,同时也引发了在有限空间内和高热流密度下的散热问题。均热板作为一种新型的相变传热元件,由于其具有较高的导热系数和较大的冷凝面积,可以有效解决上述热控问题。近年来,各种新型均热板层出不穷,其中复合型均热板表现出了一些优异的性能。常用的实验研究方法成本高、周期长,而现有的数值分析方法,并没有针对这种均热板的,同时,由于其内部机理和结构参数的影响尚不清楚,导致优化设计手段有限。本文以复合型沟槽吸液芯均热板为研究对象,通过发展适用于这种均热板的数值分析方法,分析和揭示其内部工作机理,并以此为基础建立均热板的优化设计方法,优化其结构参数和形状,提升传热传质性能。本文的主要研究工作如下:（1）构建复合型沟槽吸液芯均热板传热传质的数值分析模型。假设蒸汽区是位于蒸发端吸液芯和冷凝端吸液芯之间的一个等温区域,采用非耦合式的求解方法,分别建立固体壁面区、吸液芯区和蒸汽区的数值分析模型,并对模型的有效性进行了验证。（2）研究不同结构参数对均热板传热传质性能的影响。分析结果表明,最佳孔隙率配置与铜粉直径有关,铜粉直径越大,最佳孔隙率越小,反之亦然。沟槽参数对均热板性能的影响具有竞争性,大的参数值有助于提升传热性能和蒸汽流动性能,而小的参数值有助于冷凝液的回流,由此提出了一种带有中心支撑柱的吸液芯优化结构。（3）提出基于试验设计和响应面的均热板参数优化设计方法。利用试验设计方法生成多组采样点,通过响应面模型拟合沟槽参数和优化目标之间的响应关系,分析了不同参数组合下均热板的传热和流动性能,并利用遗传算法分别进行了单目标优化设计和多目标优化设计,得到了不同优化目标下的最佳沟槽参数组合。（4）提出基于伴随方法的均热板形状优化设计方法。通过求解计算域的控制方程和伴随方程,分别在圆柱坐标系和笛卡尔坐标系下对吸液芯结构进行了变形设计,得到的两种优化结构可以使液体流动压降分别降低23.3%和18.5%,提升了液体的回流性能。通过上述工作,本文建立了一套基于数值分析的均热板性能分析和优化设计方法,提高了均热板设计的自由度,有望为复合型吸液芯均热板的研究提供数值分析与优化设计技术支持。
梁何浩[8]（2019）在《基于细观力学性能的抗裂型沥青混合料研究》文中认为经过近四十年的努力,我国基本上解决了以半刚性基层沥青路面为典型结构的承载能力问题。然而,裂缝问题仍然是导致沥青路面早期损坏和大中修的主要原因之一。以广东为例,大量的路况调查数据显示,PCI下降的主要贡献来自于裂缝,其比例占病害类型的85%95%。这些裂缝又主要以近似固定间距的横向裂缝（半刚性基层反射裂缝）和少量的Top-down裂缝为主。道路工程界曾试图以改性沥青（上中面层）或添加纤维、橡胶等方式降低路面的开裂率,由于要兼顾车辙和抗滑等问题,虽然增加了工程造价但改善路面开裂的效果并不显着。基于上述背景,研究沥青混合料的材料构成、性能与路面结构的基础关系,通过材料与结构的一体化设计,根据结构需求开发具有优良抗裂性能的“功能型”沥青混合料,对于延长路面大中修周期,降低路面的养护维修成本具有重要意义。本文以离散元分析和数字图像处理为研究手段,以沥青混合料各组分细观特性为研究主线,从细观角度对沥青混合料的断裂特性进行分析,揭示级配、集料形态、集料分布、砂浆强度、空隙等对沥青混合料结构抗裂性能产生的影响,研究沥青混合料受力断裂过程中裂缝演化等,研究结论可为抗裂功能型沥青混合料的设计提供理论依据。鉴于平衡设计并不能解决沥青混合料抗车辙和抗裂的矛盾,也不利于发挥单纯抗车辙或抗裂的优势,本研究提出了一种新的沥青磨耗层混合料设计思路,针对按抗车辙设计的沥青混合料,开发一种在常温未成形时有高渗透性,在固结后又有高强粘结能力的新型喷洒型材料。本文的创新性成果如下:（1）根据设计材料的理念和沥青路面实际损坏状况,本研究提出了抗裂功能型沥青混合料的概念及其设计方法。（2）自主开发了基于离散元软件的内聚力本构模型代码,该代码能应用于二维和三维离散元模型的断裂性能虚拟试验且效果良好,为抗裂功能型沥青混合料的分析和数字化设计奠定了良好基础。（3）基于虚拟试验研究了集料公称最大粒径与层厚的尺寸效应关系对沥青混合料抗裂性能的影响,发现对于特定的层厚存在一个抗裂性能最佳的公称最大粒径范围,并据此给出抗裂型沥青混合料最佳的层厚粒径比例范围为4.05.5倍。（4）通过虚拟试验及室内试验,发现粗集料含量和集料颗粒的比表面积是影响沥青混合料抗裂性能的主要因素,并分别呈抛物线规律,据此给出AC-20抗裂型沥青混合料最佳粗集料含量为51%54%,比表面积取值范围为5.76.2m2/kg。（5）提出了抗裂功能型沥青混合料的设计方法:（1）根据层厚确定级配的公称最大粒径;（2）确定最佳抗裂性能的粗集料含量与比表面积;（3）由分形维数定义级配曲线;（4）应用二维或三维离散元软件与内聚力模型分析和优化抗裂功能型沥青混合料级配范围;（5）抗裂功能型沥青混合料路用性能的室内试验验证。该设计方法为提高下面层沥青混合料的抗裂性能,抵抗反射裂缝提供了一种全新的解决方式。（6）考虑到现有的平衡设计方法无法最大限度地发挥沥青混合料的抗车辙或者抗裂的单一性能,本研究开发了一种新型喷洒型材料——渗固封层,用于增强路面的抗剪、抗裂性能,解决了沥青面层因设计需求集中在抗压、抗车辙上,难以同时兼顾抗裂的作用而导致Top-down裂缝没有相应措施进行预防或抑制的难题。渗固封层不仅能提升路面的抗剪、抗裂性能,还同时提升了其他的路用性能（如抗腐蚀、防水、抗滑、抗剥落等）,可用于沥青路面的预防性养护。
王星[9]（2019）在《隧道洞口落石冲击风险评价及耗能减震棚洞结构研究》文中进行了进一步梳理落石灾害是我国三大地质灾害之一,而隧道洞口段属于落石灾害的频发区,一旦发生后果将更为严重。本文采用理论推导、概率分析、数值模拟、软件编程、实例验算等方法,对隧道洞口段落石崩塌风险评价体系的建立、落石冲击运动轨迹的预测、冲击力及侵彻深度的准确计算以及耗能减震棚洞结构的设计和优化等开展研究。（1）首先结合“落石潜能”、“落石历史事件”两方面构建出落石风险初步评判卡。其次考虑结合“地形因子”、“地质因子”、“气象水文因子”、“危石因子”、“公路因子”5个方面建立了落石崩塌风险评价的RRES评价系统。采用AHP-FUZZY模糊评判法建立了隧道洞口段落石灾害的“崩塌-冲击”风险评价体系,其中包含“坡体危岩崩塌的评价体系”及“已崩塌的落石冲击至隧道洞口段的评价体系”。给出了落石击中隧道洞口段7种承灾体的概率及损失计算方法。考虑人员伤亡及经济损失,建立了隧道洞口段落石冲击灾害导致生命损失的“S-N判断法”及导致经济损失的“J-M判断法”。编制了《隧道洞口段落石灾害预测-风险评价-损失评估系统》（DRLSRTES V1.0软件系统）。（2）以关宝树算法为基础,采用正弦积分算法得出了隧道洞口段落石冲击力及侵彻深度的正弦积分算法解。给出了落石冲击棚洞垫层土体的冲击力及侵彻深度的空腔膨胀算法解和能量守恒算法解。考虑垫层材料、垫层厚度、落石质量、落石下落速度因素的影响,共进行了120组落石冲击模拟实验,将数值模拟计算结果与关宝树算法结果进行比较获得冲击力放大系数,给出了冲击力的LS-DYNA算法表达式。（3）提出了落石对棚洞顶板冲切破坏的四个阶段。采用理论算法推导了棚洞顶板最大应力算式。在顶板形成贯穿块的基础上,推导了棚洞顶板最大冲板内配筋阻滞作用的表达式。采用LS-DYNA数值模拟软件研究了棚洞主体结构（包括顶板结构+立柱结构+立柱结构基础+侧墙基础+横向系梁）的力学响应规律。研究了不同的落石冲击速度、冲击时间、冲击位置、入射角度情况下,棚洞顶板与立柱结构的力学响应情况。（4）采用LS-DYNA数值模拟方法,系统地研究了“砂土+EPE+顶板”、“砂土+EPE+顶板+橡胶支座”复合型棚洞结构,在不同落石冲击工况和不同结构组成下的力学特性。（5）给出了隧道洞口耗能减震棚洞结构的设计流程、设计工况划分及建议参数,并将其应用于依托工程中。
符永康[10]（2019）在《混凝土四阶段断裂模型及其在刚性道面断裂分析中的应用》文中指出混凝土的断裂是工程中普遍存在的问题,其断裂过程经历从线弹性到微观裂缝起裂聚集形成宏观裂缝,宏观裂缝扩展直至完全破坏的跨尺度全过程。目前,将混凝土的断裂过程分为裂缝起裂、稳定扩展、失稳扩展,忽略了宏观裂缝起裂、扩展过程,导致难以充分挖掘、发挥材料、结构的剩余承载力、抗裂性能、韧性、变形能力。明确宏观裂缝起裂时刻对准确评估混凝土的抗裂性能、韧性等至关重要,采用宏观裂缝起裂时刻作为含强支撑作用的刚性道面结构失效前的判定准则更加合理。鉴于此,本文通过室内试验、理论分析、数值模拟相结合的手段,探究了混凝土三点弯曲梁断裂特性,提出了混凝土四阶段断裂模型、断裂准则,确定了混凝土四阶段断裂模型的断裂控制参数,基于损伤塑性模型、粘聚裂缝模型,构建了模拟混凝土三点弯曲梁损伤、断裂的数值模型,以数值模拟为研究手段验证了混凝土四阶段断裂模型的合理性,最后将混凝土四阶段断裂模型应用于刚性道面板断裂全过程研究。主要研究内容及成果如下:采用数字散斑等手段,实时监测了混凝土纯I型、I-II复合型断裂过程中位移场、应变场、断裂过程区等的分布、演变规律,结果表明,断裂全过程中预制裂缝尖端张开位移、水平应变等均随荷载百分比的变化表现为明显的四阶段特性。断裂过程区受前边界效应、应力集中效应、韧带效应、后边界效应等影响,在80%峰值荷载时刻开始形成并不断扩展,达到峰值荷载后的60%完全形成,随后不断向梁后边界扩展直至基本消失。基于室内试验观测结果,借鉴混凝土双K断裂、双G断裂理论,提出了混凝土四阶段断裂模型、断裂准则。通过引入微观裂缝起裂断裂韧度、宏观裂缝起裂断裂韧度、完全破坏时的断裂韧度来判定微观裂缝起裂、宏观裂缝起裂、结构完全破坏的临界条件。采用电阻应变片法、积分解析法、极限应变近似法等确定了混凝土四阶段断裂模型的断裂控制参数。研究结果表明,四阶段断裂参数无明显尺寸效应,随强度、软化曲线参数等的变化而变化,表明其能反映材料力学性能。构建了基于四阶段断裂参数的KR、GR简化阻力曲线,该简化阻力曲线具有明确函数表达式,不仅能合理的描述混凝土四阶段断裂全过程,同时适应于裂缝发展的稳定性分析。基于混凝土损伤塑性模型,实现了混凝土三点弯曲梁损伤-断裂过程数值模拟,主应力、损伤演变规律进一步验证了前文提出的四阶段模型的合理性。通过对损伤分布特性的影响因素分析,表明强度、软化曲线参数等对损伤分布、峰值荷载、峰后软化曲线形状等产生不同程度的影响,V型预制裂缝能加速梁诱发损伤断裂。提出了确定双K、双G断裂参数、混凝土四阶段断裂参数的数值方法,数值方法确定的断裂参数和前文确定的断裂参数结果吻合良好,具有较高精度,证明了其在确定上述断裂控制参数时的有效性。基于粘聚裂缝模型的扩展有限单元法实现了混凝土三点弯曲梁I型、I-II复合型裂缝动态扩展数值模拟,与试验结果对比验证了模型的准确性。数值模拟结果表明,无论I型裂缝、I-II复合型裂缝的动态扩展全过程均可用混凝土四阶段断裂模型加以描述。通过影响因素及敏感性分析表明,弹性模量、极限抗拉强度对I型裂缝扩展特性影响最显着,泊松比影响相对较小,II型裂缝扩展特性的主要因素为初始裂缝长度、弹性模量、初始裂缝位置,I型断裂能和泊松比影响相对较小。将混凝土四阶段断裂模型应用于机场刚性道面水泥混凝土板的断裂全过程研究。基于哈尔滨工业大学构建的刚性道面融雪试验平台,建立了足尺刚性道面结构三维有限元数值模型,开展现场FWD试验,验证模型的准确性。基于混凝土损伤塑性模型实现了刚性道面结构损伤、断裂过程数值模拟,引入三个临界荷载-Pmicro、Pmacro、Pfailure,确定刚性道面水泥混凝土板处于不同临界断裂时刻对应的临界荷载,作为刚性道面水泥混凝土板断裂四阶段的断裂控制参数,提出了刚性道面水泥混凝土板的四阶段断裂准则,推荐采用刚性道面水泥混凝土板宏观裂缝起裂时的临界荷载作为判定刚性道面结构破坏或失效的判定准则。研究结果为合理控制刚性道面的断板破坏提供控制标准。
二、几种复合型数值方法的算法模拟与性能比较（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、几种复合型数值方法的算法模拟与性能比较（论文提纲范文）
（1）基于深度学习的岩石微破裂演化声发射行为特征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 深度学习在岩石力学与工程中的应用 |
| 1.2.2 岩石微破裂过程中声发射行为 |
| 1.2.3 岩石微破裂演化机制 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 研究方案 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 岩石微破裂过程中声发射定位算法 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 基于EEMD-SBCSS的声发射信号滤波算法 |
| 2.2.1 小波阈值滤波基本原理 |
| 2.2.2 EEMD-SCBSS滤波基本原理 |
| 2.2.3 滤波算法性能评价标准 |
| 2.2.4 数值仿真分析 |
| 2.2.5 实测数据分析 |
| 2.3 声发射信号初至到时及初至振幅自动拾取 |
| 2.3.1 STA/LTA算法 |
| 2.3.2 AR-AIC算法 |
| 2.4 基于到时时差PSO的未知波速声发射定位算法 |
| 2.4.1 基于到时时差的已知波速声发射定位算法 |
| 2.4.2 基于PSO的未知波速声发射定位算法 |
| 2.4.3 基于到时时差PSO的未知波速声发射定位算法基本原理 |
| 2.4.4 PSO算法参数选取及验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 岩石微破裂声发射震源识别 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 试验材料与方法 |
| 3.2.1 岩石试件制作 |
| 3.2.2 孔隙率及相关物理参数测量 |
| 3.2.3 试验方案 |
| 3.3 基于矩张量理论的声发射震源识别 |
| 3.3.1 矩张量理论分析岩石微破裂过程声发射震源的基本原理 |
| 3.3.2 绝对矩张量反演基本原理 |
| 3.3.3 基于矩张量反演理论判别岩石破裂类型的分类方法 |
| 3.3.4 试验结果分析 |
| 3.4 基于Res Net模型的声发射震源识别 |
| 3.4.1 二维ResNet模型的基本原理 |
| 3.4.2 ResNet模型基本框架 |
| 3.4.3 数据来源 |
| 3.4.4 数据预处理 |
| 3.4.5 ResNet模型的软硬件设备及相关参数设置 |
| 3.4.6 试验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 ModeⅠ与Ⅱ断裂过程中微破裂演化机制及声发射行为 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 岩石断裂力学基础理论 |
| 4.3 试件材料及试验方案 |
| 4.3.1 人字形切槽巴西圆盘试件制备 |
| 4.3.2 不同含水率条件下CCNBD试件的基本物理参数 |
| 4.3.3 试验设备及方案 |
| 4.4 不同含水率条件下Mode Ⅰ与 Ⅱ断裂过程中微破裂演化特征 |
| 4.4.1 Mode Ⅰ与 Ⅱ断裂过程中力学特性 |
| 4.4.2 Mode Ⅰ和 Ⅱ断裂过程中非断裂区域的损伤演化特征 |
| 4.4.3 Mode Ⅰ断裂过程中微破裂演化机制的数值模拟分析 |
| 4.4.4 Mode Ⅰ与 Ⅱ断裂过程中断裂韧度演化特征 |
| 4.4.5 基于广义最大周向应力准则的CCNBD试件断裂韧性分析 |
| 4.5 不同含水率条件下Mode Ⅰ和 Ⅱ断裂过程中声发射行为演化特征 |
| 4.5.1 声发射信号频域信息的演化特征 |
| 4.5.2 声发射信号的RA-AF值分布特征 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 岩石微破裂时间效应的声发射行为 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 红砂岩微破裂时间效应的声发射试验 |
| 5.2.1 .试件制备与设备 |
| 5.2.2 试验方案 |
| 5.3 红砂岩微破裂时间效应的含阻尼因子蠕变声发射模型 |
| 5.4 含阻尼因子岩石蠕变声发射模型的参数反演 |
| 5.4.1 模拟退火混合粒子群算法 |
| 5.4.2 反演计算及效果分析 |
| 5.5 基于声发射行为定量识别红砂岩加速蠕变阶段 |
| 5.5.1 基于奇异值分解原理定量识别红砂岩试件的加速蠕变阶段 |
| 5.5.2 基于声发射信号波形定量识别红砂岩试件的加速蠕变阶段 |
| 5.6 微破裂演化机制与声发射行为之间关系的探讨 |
| 5.6.1 阻尼因子的物理意义探讨 |
| 5.6.2 含阻尼因子蠕变声发射模型与微破裂演化机制之间关系探讨 |
| 5.6.3 声发射时域波形特征与微破裂演化机制之间关系探讨 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 不同含水率条件下岩石的微观-宏观裂纹演化特征 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 水岩劣化作用的基本原理 |
| 6.3 不同含水率条件下岩石微破裂声发射试验 |
| 6.3.1 试验设备 |
| 6.3.2 不同含水条件下红砂岩试件的制备 |
| 6.3.3 试验方案 |
| 6.4 不同含水率条件下红砂岩微破裂过程中力学性质的演化特征 |
| 6.5 不同含水率条件下红砂岩微破裂过程中声发射行为演化特征 |
| 6.5.1 声发射能量演化特征 |
| 6.5.2 声发射时频参数特征分析 |
| 6.6 含水率对红砂岩破坏模式演化特征的影响 |
| 6.6.1 高斯混合模型基本原理 |
| 6.6.2 基于声发射行为与数值模拟的红砂岩破坏模式研究 |
| 6.7 含水率对红砂岩微破裂过程中微观-宏观裂纹演化特征的影响 |
| 6.7.1 含水率对红砂岩微破裂演化机制的影响 |
| 6.7.2 含水率对宏观裂纹演化特征的影响 |
| 6.7.3 含水率对宏观裂纹分形维数的影响 |
| 6.8 基于ResNet50模型的红砂岩微破裂演化机制研究 |
| 6.8.1 干燥状态下红砂岩微破裂演化机制 |
| 6.8.2 饱和状态下红砂岩微破裂演化机制 |
| 6.9 水对岩石微破裂演化机制影响的探讨 |
| 6.9.1 水对红砂岩力学性质影响的探讨 |
| 6.9.2 水对微观-宏观裂纹演化机制影响的探讨 |
| 6.10 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（2）扩展Voronoi单元有限元法的理论及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 裂纹扩展数值模拟算法的研究现状 |
| 1.2.1 基于普通位移有限元法的裂纹扩展研究 |
| 1.2.2 基于扩展有限元法的裂纹扩展研究 |
| 1.2.3 基于无网格法的裂纹扩展研究 |
| 1.2.4 基于边界元法的裂纹扩展研究 |
| 1.2.5 基于比例边界元法的裂纹扩展研究 |
| 1.2.6 基于多相有限元法的裂纹扩展研究 |
| 1.3 Voronoi单元有限元法 |
| 1.4 均质材料裂纹扩展问题研究现状 |
| 1.5 多相复合材料裂纹扩展问题研究现状 |
| 1.6 本文的研究内容 |
| 第二章 断裂力学基本理论和Voronoi单元的基本原理 |
| 2.1 材料断裂力学方法概述 |
| 2.1.1 断裂模式和基本概念 |
| 2.1.2 裂纹尖端附近的应力场 |
| 2.1.3 应力强度因子的计算方法 |
| 2.1.4 复合型裂纹断裂判据 |
| 2.2 应力杂交元的发展 |
| 2.3 Voronoi单元有限元法的基本原理 |
| 2.3.1 不含异质性Voronoi单元的构造原理 |
| 2.3.2 含夹杂Voronoi单元的构造原理 |
| 2.3.3 考虑夹杂-基体界面脱层的Voronoi单元的构造原理 |
| 2.4 应力函数的构造 |
| 2.4.1 多项式Airy应力函数的构造 |
| 2.4.2 互作用应力函数的构造 |
| 2.4.3 奇异性应力函数的构造 |
| 2.5 积分区域的划分 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 包含中心裂纹和边裂纹的扩展Voronoi单元 |
| 3.1 包含裂纹的X-Voronoi单元的构造 |
| 3.1.1 单元格式的推导 |
| 3.1.2 单元公式的细化 |
| 3.1.3 裂纹刚体位移的消除 |
| 3.1.4 内部自由度的凝聚 |
| 3.1.5 最小二乘法确定裂尖应力强度因子 |
| 3.1.6 裂纹扩展准则以及网格重划分算法 |
| 3.2 数值算例 |
| 3.2.1 X-VCFEM单元的有效性验证 |
| 3.2.2 两条裂纹的扩展模拟 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 利用X-VCFEM模拟多条裂纹在均质材料里的扩展、相交和贯穿 |
| 4.1 积分区域划分的改进 |
| 4.2 裂纹相交的算法 |
| 4.3 两条裂纹相交的几种情况 |
| 4.3.1 一条内部裂纹与一条边裂纹相交 |
| 4.3.2 一条边裂纹与一条内部裂纹相交 |
| 4.3.3 两条边裂纹相交 |
| 4.3.4 两条边裂纹互相吸引、扩展和相交 |
| 4.4 多条裂纹相交和扩展的模拟 |
| 4.4.1 6 条裂纹的扩展模拟 |
| 4.4.2 25 条裂纹的扩展模拟 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 考虑界面裂纹和基体裂纹的扩展Voronoi单元 |
| 5.1 考虑界面裂纹和基体裂纹的X-Voronoi单元的构造 |
| 5.1.1 单元格式的推导 |
| 5.1.2 夹杂刚体位移的消除和内部自由度的凝聚 |
| 5.2 应力函数的构造 |
| 5.3 最小二乘法计算应力强度因子 |
| 5.4 数值算例 |
| 5.4.1 Ⅰ型模态算例 |
| 5.4.2 混合模态算例 |
| 5.4.3 复杂微结构算例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 颗粒增强复合材料界面裂纹和基体裂纹扩展贯穿的模拟分析 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 裂纹扩展准则和网格重划分 |
| 6.2.1 双材料界面裂纹概述 |
| 6.2.2 界面裂纹的萌生和扩展以及界面裂纹从界面进入基体的分叉行为 |
| 6.2.3 预测基体裂纹扩展方向的最大能量释放率准则 |
| 6.3 裂纹扩展过程中积分片的划分 |
| 6.4 数值算例 |
| 6.4.1 X-VCFEM模型验证 |
| 6.4.2 复杂微结构的损伤演化的模拟 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 程序流程图 |
| 附录B 攻读博士学位期间撰写的学术期刊论文 |
（3）微通道结构对流动换热特性影响分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微流体粗糙度研究现状 |
| 1.3 微通道热沉的研究现状 |
| 1.4 扰流结构研究现状 |
| 1.5 尺度效应 |
| 1.6 本文主要工作 |
| 第二章 粗糙度分形特征及控制方程 |
| 2.1 表面粗糙度的分形描述 |
| 2.2 控制方程与边界条件 |
| 2.3 相关参数 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 关于截面尺寸的单层平行微通道热沉结构优化 |
| 3.1 模型建立 |
| 3.2 模型计算与结果定性分析 |
| 3.3 定量优化 |
| 3.4 显着性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 规则与随机粗糙度下微通道流动特性分析 |
| 4.1 规则模型建立 |
| 4.2 分形模型建立 |
| 4.3 网格划分及计算方法 |
| 4.4 计算分析 |
| 4.5 基于矩形粗糙元的空间位置分析 |
| 4.6 基于矩形粗糙元的变截面通道内特性分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 基于粗糙度研究的扰流柱模型通道分析 |
| 5.1 强化传热简介 |
| 5.2 模型建立 |
| 5.3 网格划分及数值计算 |
| 5.4 结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士期间发表的论文目录 |
（4）基于形状记忆聚合物的复合材料芯模设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题组研究的目的和意义 |
| 1.2 形状记忆聚合物及模具的研究现状 |
| 1.2.1 形状记忆聚合物主动变形原理 |
| 1.2.2 形状记忆聚合物种类 |
| 1.2.3 适用于复杂结构的模具研究 |
| 1.2.4 形状记忆复合材料研究 |
| 1.3 复合型形状记忆芯模设计难点 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第二章 弹性纤维增强形状记忆聚合物复合材料的优化设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 形状记忆聚合物本构理论 |
| 2.3 形状记忆聚合物的力学性能分析 |
| 2.3.1 弹性纤维复合材料拉伸模量 |
| 2.3.2 弹性纤维复合材料的拉伸强度 |
| 2.4 弹性纤维复合型聚合物结构优化 |
| 2.4.1 弹性纤维复合型聚合物结优化方法 |
| 2.4.2 聚合物材料参数确定 |
| 2.4.3 遗传算法优化 |
| 2.5 仿真验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 弹性纤维增强形状记忆聚合物复合材料芯模的赋形过程仿真分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复合材料芯模的建模 |
| 3.3 复合材料芯模吹塑仿真 |
| 3.3.1 菱形弹性纤维复合型芯模 |
| 3.3.2 方形弹性纤维复合型芯模 |
| 3.3.3 纯形状记忆聚合物芯模 |
| 3.3.4 力学性能对比 |
| 3.4 吹塑气压对芯模赋形的影响 |
| 3.5 吹塑气压对R角赋形的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 弹性纤维增强形状记忆聚合物复合材料芯模回复过程分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 芯模吹塑循环过程仿真模拟 |
| 4.3 形状记忆芯模制作 |
| 4.4 形状固定率测试 |
| 4.5 芯模回复过程验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）基于湍流场特性的调浆过程强化机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 调浆概况及设备 |
| 1.4 搅拌槽内流场特性研究现状 |
| 1.5 湍流涡特性研究现状 |
| 1.6 浮选调浆研究现状 |
| 1.7 研究内容及技术路线 |
| 2 搅拌槽内湍流场的结构特征 |
| 2.1 计算流体力学理论及模型 |
| 2.2 数值计算求解过程 |
| 2.3 搅拌槽内流场分析 |
| 2.4 湍流场型式对湍流强度的影响 |
| 2.5 湍流场型式对湍流涡耗散微尺度的影响 |
| 2.6 不同湍流场型式下湍流涡耗散微尺度的分布规律 |
| 2.7 不同型式湍流场特性的综合评价 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 湍流场作用下的混合分散特性 |
| 3.1 数值计算简介及参数设置 |
| 3.2 湍流场作用下颗粒体积分数分布 |
| 3.3 湍流场作用下颗粒悬浮均匀特性 |
| 3.4 固相颗粒对湍流涡耗散微尺度的影响 |
| 3.5 湍流场内矿浆浓度分布预测 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 湍流场作用下的相间作用行为 |
| 4.1 试验方法 |
| 4.2 湍流场作用下颗粒的聚团特性 |
| 4.3 湍流场作用下三相界面的矿化行为 |
| 4.4 湍流场作用下颗粒间相互作用力 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 湍流强化调浆过程的作用机理 |
| 5.1 调浆体系内湍流场特征分析 |
| 5.2 湍流场中矿浆运动行为分析 |
| 5.3 湍流场中固-液混合分散行为分析 |
| 5.4 湍流场中颗粒间聚团行为及其动力学分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 不同湍流场作用下的粉煤灰调浆界面效应及其浮选行为 |
| 6.1 材料与方法 |
| 6.2 调浆时间对粉煤灰浮选效果的影响 |
| 6.3 不同湍流场作用下的粉煤灰调浆界面效应 |
| 6.4 不同湍流场作用下的粉煤灰浮选动力学 |
| 6.5 不同湍流场作用下的粉煤灰浮选脱炭行为 |
| 6.6 复合型湍流场作用下粉煤灰调浆-浮选效果综合评定 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）全海深载人潜水器水动力性能研究及参数优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 全海深潜水器国内外研究现状 |
| 1.2.1 全海深无人潜水器国内外研究现状 |
| 1.2.2 全海深载人潜水器国内外研究现状 |
| 1.3 潜水器水动力性能研究方法及现状 |
| 1.3.1 水动力性能研究方法概述 |
| 1.3.2 潜水器水动力性能研究现状 |
| 1.4 本文研究内容与创新点 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 本论文可解决的关键问题 |
| 1.4.3 论文创新点 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 全海深载人潜水器数值模型建立 |
| 2.1 全海深载人潜水器数值计算方法原理 |
| 2.1.1 控制方程建立 |
| 2.1.2 边界条件 |
| 2.1.3 控制方程离散方法和离散格式 |
| 2.1.4 非结构网格划分方法 |
| 2.1.5 离散方程求解 |
| 2.2 全海深载人潜水器主尺度参数 |
| 2.3 潜水器直航工况数值模型建立 |
| 2.3.1 计算域尺度敏感性分析 |
| 2.3.2 网格尺度敏感性分析 |
| 2.3.3 湍流模型选择 |
| 2.3.3.1 湍流模型概述 |
| 2.3.3.2 前进方向计算湍流模型对比 |
| 2.3.3.3 前进工况数值模型试验验证 |
| 2.3.3.4 后退方向计算湍流模型对比 |
| 2.3.3.5 后退工况数值模型试验验证 |
| 2.4 潜水器垂直潜浮工况数值模型建立 |
| 2.4.1 计算域尺度敏感性分析 |
| 2.4.2 网格敏感性分析 |
| 2.4.3 湍流模型选择 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 全海深载人潜水器阻力及有效功率预报 |
| 3.1 直航工况阻力及有效功率预报 |
| 3.1.1 前进方向阻力及有效功率预报 |
| 3.1.2 后退方向阻力及有效功率预报 |
| 3.2 上浮工况阻力及有效功率预报 |
| 3.3 下潜工况阻力及有效功率预报 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 潜水器艏部型线优化研究 |
| 4.1 优化问题描述 |
| 4.2 优化设计数学模型建立 |
| 4.2.1 设计变量确定 |
| 4.2.2 约束条件设定 |
| 4.2.3 目标函数设定 |
| 4.3 基于Isight平台的潜水器阻力优化 |
| 4.3.1 Isight软件简介 |
| 4.3.2 优化具体流程 |
| 4.3.3 潜水器参数化建模 |
| 4.3.4 有限元网格划分模块 |
| 4.3.5 阻力计算模块 |
| 4.3.6 DOE试验设计 |
| 4.3.6.1 试验设计方法概述 |
| 4.3.6.2 试验设计方案及局部优化分析 |
| 4.3.7 近似模型搭建 |
| 4.3.7.1 近似模型理论概述 |
| 4.3.7.2 Kriging模型建立 |
| 4.3.8 优化算法选择及优化分析 |
| 4.3.8.1 全局优化算法概述 |
| 4.3.8.2 优化分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全海深载人潜水器无动力下潜运动研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 无动力下潜上浮运动数学模型建立 |
| 5.3 无“位移加速度&角加速度”项无动力下潜运动研究 |
| 5.3.1 压载铁位于重心下方 |
| 5.3.1.1 运动方程建立 |
| 5.3.1.2 不同攻角水动力系数计算 |
| 5.3.1.3 压载铁重量与下潜时间关系 |
| 5.3.2 压载铁位于潜水器艏部 |
| 5.3.2.1 运动方程建立 |
| 5.3.2.2 方案设计 |
| 5.3.2.3 计算结果及讨论 |
| 5.3.2.4 小结 |
| 5.3.3 压载铁位于潜水器艉部 |
| 5.3.3.1 运动方程建立 |
| 5.3.3.2 方案设计 |
| 5.3.3.3 计算结果及讨论 |
| 5.3.3.4 小结 |
| 5.4 考虑“位移加速度和角加速度”项无动力下潜运动研究 |
| 5.4.1 运动方程建立 |
| 5.4.2 无动力下潜运动仿真 |
| 5.4.3 计算结果与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表或录用的论文及专利 |
（7）复合型沟槽吸液芯均热板的数值分析与优化设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 均热板结构及其工作原理 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 均热板的结构设计研究现状 |
| 1.3.2 均热板的数值分析方法研究现状 |
| 1.3.3 均热板的优化设计研究现状 |
| 1.4 课题来源及论文主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 研究目标 |
| 1.4.3 研究内容和章节安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 复合型沟槽吸液芯均热板传热传质的数值分析模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 均热板的几何模型和基本参数 |
| 2.3 均热板数值分析模型的建立 |
| 2.3.1 传热传质模型的建立 |
| 2.3.2 控制方程的确定 |
| 2.3.3 吸液芯/液体区的表征模型 |
| 2.4 均热板边界条件的确定 |
| 2.5 均热板数值求解流程 |
| 2.6 网格独立性分析及数值模型验证 |
| 2.6.1 评价指标定义 |
| 2.6.2 网格独立性分析 |
| 2.6.3 数值模型有效性验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 结构参数对复合型沟槽吸液芯均热板传热传质性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 铜粉直径和孔隙率对均热板传热传质性能的影响 |
| 3.2.1 铜粉直径和孔隙率对均热板传热性能的影响 |
| 3.2.2 铜粉直径和孔隙率对均热板流动性能的影响 |
| 3.3 中心凹槽直径对均热板传热传质性能的影响 |
| 3.3.1 中心凹槽直径对均热板传热性能的影响 |
| 3.3.2 中心凹槽直径对均热板流动性能的影响 |
| 3.4 沟槽宽度对均热板传热传质性能的影响 |
| 3.4.1 沟槽宽度对均热板传热性能的影响 |
| 3.4.2 沟槽宽度对均热板流动性能的影响 |
| 3.5 沟槽数量对均热板传热传质性能的影响 |
| 3.5.1 沟槽数量对均热板传热性能的影响 |
| 3.5.2 沟槽数量对均热板流动性能的影响 |
| 3.6 吸液芯结构优化后均热板的传热传质性能 |
| 3.6.1 吸液芯结构优化后均热板的传热性能 |
| 3.6.2 吸液芯结构优化后均热板的流动性能 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于试验设计和响应面的均热板参数优化设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 参数优化设计理论 |
| 4.2.1 试验设计技术 |
| 4.2.2 响应面方法 |
| 4.3 优化问题建模 |
| 4.3.1 设计变量及约束条件 |
| 4.3.2 优化目标及目标函数 |
| 4.4 参数优化设计流程 |
| 4.5 参数化建模及初始求解 |
| 4.5.1 几何参数化建模 |
| 4.5.2 网格划分和初始求解 |
| 4.6 基于试验设计和响应面的参数优化设计 |
| 4.6.1 试验设计 |
| 4.6.2 响应面分析 |
| 4.6.3 优化设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 基于伴随方法的均热板形状优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 伴随优化设计方法 |
| 5.2.1 伴随方法基本原理 |
| 5.2.2 形状优化设计流程 |
| 5.3 伴随方法的数值实现 |
| 5.3.1 初始流场计算 |
| 5.3.2 伴随求解及敏度分析 |
| 5.3.3 网格变形优化 |
| 5.3.4 优化结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）基于细观力学性能的抗裂型沥青混合料研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 功能型沥青混合料设计的研究现状 |
| 1.2.2 沥青混合料断裂行为研究现状 |
| 1.2.3 基于细观结构力学分析沥青混合料断裂特性研究现状 |
| 1.2.4 沥青混合料的抗裂设计研究 |
| 1.2.5 目前研究状况存在的问题 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 沥青混合料断裂行为特征与内聚力模型 |
| 2.1 沥青混合料宏观断裂行为特征 |
| 2.1.1 沥青路面开裂形式的断裂力学分类 |
| 2.1.2 沥青混合料断裂性能试验评价方法 |
| 2.1.3 不同试验方法的比选 |
| 2.2 沥青混合料断裂的微细观特征研究 |
| 2.3 内聚力本构模型 |
| 2.3.1 内聚力研究现状 |
| 2.3.2 内聚力模型概念 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于离散元法的沥青混合料细观特性对断裂性能影响研究 |
| 3.1 离散元模型的建立 |
| 3.1.1 离散元分析原理 |
| 3.1.2 常用接触模型 |
| 3.1.3 内聚力模型在离散元中的应用 |
| 3.1.4 试件的形成及细观参数的选取 |
| 3.2 集料特性对沥青混合料断裂性能的影响 |
| 3.2.1 试件尺寸效应影响分析 |
| 3.2.2 粗集料长短轴及倾角对断裂性能的影响 |
| 3.2.3 集料棱角性对断裂性能的影响 |
| 3.2.4 粗集料含量对断裂性能的影响 |
| 3.2.5 粗集料空间分布对断裂性能的影响 |
| 3.3 级配、空隙率及砂浆强度对沥青混合料断裂性能的影响 |
| 3.3.1 级配对断裂性能的影响 |
| 3.3.2 空隙率大小对断裂性能的影响 |
| 3.3.3 沥青砂浆强度对断裂性能的影响 |
| 3.4 各影响因素对裂缝发展的影响分析 |
| 3.4.1 粗集料对裂缝发展的影响 |
| 3.4.2 级配对裂缝发展的影响 |
| 3.4.3 空隙率大小对裂缝发展的影响 |
| 3.4.4 沥青砂浆强度对裂缝发展的影响 |
| 3.5 各影响因素对断裂性能影响的综合分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于数字图像的沥青混合料断裂性能研究 |
| 4.1 数字图像原理 |
| 4.1.1 数字图像技术基础及原理 |
| 4.1.2 图像技术处理 |
| 4.2 试验设计 |
| 4.2.1 试验原材料 |
| 4.2.2 试验设计方案 |
| 4.3 相同级配不同试件的断裂性能评价 |
| 4.3.1 力学性能分析 |
| 4.3.2 裂缝发展状况 |
| 4.3.3 粗集料的细观特性分析 |
| 4.4 不同级配试件的断裂性能评价 |
| 4.4.1 力学性能分析 |
| 4.4.2 裂缝发展状况 |
| 4.4.3 粗集料的细观特性分析 |
| 4.5 J积分断裂韧度与荷载耗能评价方式的对比 |
| 4.6 粗集料含量及比表面积与断裂性能的关系 |
| 4.6.1 粗集料含量与断裂性能的变化关系 |
| 4.6.2 比表面积与断裂性能的变化关系 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 基于离散元的抗裂功能型沥青混合料设计 |
| 5.1 三维离散元沥青混合料模型的建立 |
| 5.1.1 三维离散元集料的建成 |
| 5.1.2 三维试件的形成 |
| 5.1.3 三维模型细观参数选取 |
| 5.2 虚拟劈裂试验参数准确性验证 |
| 5.2.1 虚拟劈裂试验的设计 |
| 5.2.2 模拟结果与室内结果对比分析 |
| 5.3 三维离散元半圆弯曲试验 |
| 5.3.1 三维离散元半圆弯曲试验的设计 |
| 5.3.2 预留缝取向对沥青混合料开裂的影响 |
| 5.4 基于分形维数的抗裂型沥青混合料级配设计 |
| 5.4.1 最佳抗裂性能比表面积的确定 |
| 5.4.2 分形维数理论及其与比表面积计算关系 |
| 5.4.3 基于分形维数的抗裂功能型级配设计方法 |
| 5.4.4 基于分形维数的抗裂功能型级配计算 |
| 5.4.5 基于三维模拟的抗裂功能型级配断裂性能评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于渗固封层的功能型沥青混合料路用性能评价 |
| 6.1 基于PFC的路面浅表固化性能评价 |
| 6.1.1 虚拟单轴贯入试验设计 |
| 6.1.2 数值模拟结果分析 |
| 6.2 渗固封层设计 |
| 6.2.1 渗固封层 |
| 6.2.2 试验原材料 |
| 6.2.3 配合比设计 |
| 6.3 渗固封层性能评价 |
| 6.3.1 浅表固化性能评价 |
| 6.3.2 抗裂性能评价 |
| 6.3.3 抗腐蚀性能评价 |
| 6.3.4 抗渗水性能评价 |
| 6.3.5 抗滑性能评价 |
| 6.3.6 抗剥落性能评价 |
| 6.4 渗固封层+下面层组合路面抗裂性能评价 |
| 6.4.1 断裂性能评价 |
| 6.4.2 粘结性能评价 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1.主要结论 |
| 2.论文主要创新点 |
| 3.有待进一步研究的问题 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（9）隧道洞口落石冲击风险评价及耗能减震棚洞结构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道洞口落石灾害风险评价体系研究现状 |
| 1.2.2 隧道洞口耗能减震棚洞结构研究现状 |
| 1.3 存在问题 |
| 1.3.1 关于隧道洞口落石崩塌风险评价体系 |
| 1.3.2 关于隧道洞口耗能减震棚洞结构研究 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 1.4.1 隧道洞口落石崩塌风险评价体系研究 |
| 1.4.2 隧道洞口段耗能减震棚洞结构研究 |
| 1.5 本文技术路线 |
| 第二章 隧道洞口落石灾害风险评价系统研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 隧道洞口落石崩塌灾害风险评价 |
| 2.2.1 建立落石崩塌风险初步评判卡 |
| 2.2.2 基于危岩稳定性系数评价 |
| 2.2.3 危岩落石灾害RRES评价系统(Rockfall Risk Evaluating System) |
| 2.2.4 隧道洞口危岩崩塌风险模糊评价 |
| 2.2.5 崩塌危岩冲击至隧道洞口区域模糊评价 |
| 2.3 落石击中隧道洞口段承灾体概率及损失计算 |
| 2.3.1 静止车辆及司乘人员损伤计算 |
| 2.3.2 运动车辆及司乘人员损伤计算 |
| 2.3.3 运动火车及司乘人员损伤计算 |
| 2.3.4 下部行人损伤计算 |
| 2.3.5 交通设施损伤计算 |
| 2.3.6 交通阻塞损失计算 |
| 2.3.7 建筑物损伤计算 |
| 2.4 建立(S-N)、(J-M)事故灾害等级评估体系 |
| 2.5 隧道洞口段落石灾害预测-风险评价-损失评估系统(DRLSRTES V1.0)开发 |
| 2.6 RRES与“崩塌-冲击”评价系统验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 隧道洞口落石冲击力及侵彻深度的理论及数值模拟研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 基于球形空腔膨胀的理论算法 |
| 3.2.1 微元体受力分析 |
| 3.2.2 弹性区力学分析 |
| 3.2.3 塑性区力学分析 |
| 3.2.4 冲击力的理论计算 |
| 3.2.5 侵彻深度的理论计算 |
| 3.3 基于能量守恒的理论算法 |
| 3.3.1 柱形空腔表面应力计算 |
| 3.3.2 落石冲击过程中能量耗散规律 |
| 3.3.3 侵彻深度的理论计算 |
| 3.3.4 落石冲击力的理论计算 |
| 3.4 基于正弦积分的理论算法 |
| 3.4.1 冲击力的理论计算 |
| 3.4.2 侵彻深度的理论计算 |
| 3.5 基于LS-DYNA的落石冲击力模拟研究 |
| 3.5.1 LS-DYNA简介 |
| 3.5.2 本构模型选取 |
| 3.5.3 垫层土体的力学响应机理 |
| 3.5.4 LS-DYNA模拟结果验证 |
| 3.5.5 落石最大冲击力的数值模拟 |
| 3.5.6 冲击力的LS-DYNA修正算法 |
| 3.6 算例验证 |
| 3.6.1 经典算法 |
| 3.6.2 冲击力对比验证 |
| 3.6.3 侵彻深度对比验证 |
| 3.6.4 接触半径对比验证 |
| 3.6.5 冲击力-侵彻深度对比验证 |
| 3.6.6 能量耗散分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 落石冲击下棚洞防护结构力学特性研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 隧道洞口落石灾害的棚洞防护措施论证 |
| 4.3 棚洞防护结构抗落石冲切性能理论分析 |
| 4.3.1 顶板冲切破坏四个阶段 |
| 4.3.2 顶板极限抗冲切承载力 |
| 4.3.3 最大冲击应力的理论算法 |
| 4.3.4 配筋阻滞作用的理论算法 |
| 4.4 落石冲击棚洞结构的LS-DYNA数值模拟分析 |
| 4.4.1 建立棚洞结构计算模型 |
| 4.4.2 棚洞结构力学响应分析 |
| 4.5 落石冲击棚洞顶板的应力与位移特性 |
| 4.5.1 回填土体侵彻深度 |
| 4.5.2 落石冲击加速度 |
| 4.5.3 顶板腹部正中单元应力 |
| 4.5.4 顶板腹部正中单元Y向位移 |
| 4.5.5 顶板腹部正中单元X向位移 |
| 4.6 落石冲击棚洞结构的力学响应分析 |
| 4.6.1 顶板腹部特征单元应力 |
| 4.6.2 顶板腹部特征单元Y向位移 |
| 4.6.3 顶板腹部特征单元X向位移 |
| 4.6.4 立柱结构特征单元应力 |
| 4.6.5 立柱结构特征单元Y位移 |
| 4.6.6 立柱结构特征单元X位移 |
| 4.6.7 控制性落石对棚洞结构安全影响探讨 |
| 4.7 不同入射角度对棚洞结构受力特性影响 |
| 4.8 不同冲击位置对棚洞结构受力特性影响 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 EPE+橡胶支座复合型耗能减震棚洞结构力学特性研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 EPE缓冲垫层特性与变形破坏特征 |
| 5.2.1 EPE缓冲垫层特性 |
| 5.2.2 EPE材料变形破坏特征 |
| 5.3 EPE+砂土+顶板复合型棚洞结构特性 |
| 5.3.1 建立数值计算模型 |
| 5.3.2 EPE垫层材料厚度敏感性分析 |
| 5.3.3 EPE垫层材料强度敏感性分析 |
| 5.3.4 落石冲击位移及冲击加速度 |
| 5.3.5 讨论 |
| 5.4 EPE+橡胶支座复合型棚洞力学响应机理 |
| 5.4.1 建立数值计算模型 |
| 5.4.2 棚洞顶板应力及位移 |
| 5.4.3 立柱结构应力及位移 |
| 5.4.4 落石冲击位移与冲击加速度 |
| 5.4.5 顶板腹部正中控制性单元应力及位移 |
| 5.5 EPE垫层与橡胶支座力学响应机理 |
| 5.5.1 EPE垫层力学响应机理 |
| 5.5.2 橡胶支座力学响应 |
| 5.5.3 讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 隧道洞口耗能减震棚洞结构设计 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 耗能减震棚洞结构设计流程 |
| 6.3 耗能减震棚洞结构设计工况 |
| 6.4 耗能减震棚洞结构设计参数 |
| 6.5 拱柱棚洞设计推荐参数 |
| 6.6 Y隧道工程应用实例 |
| 6.6.1 依托工程概况 |
| 6.6.2 隧道洞口落石灾害预测-风险评价-损失评估模块 |
| 6.6.3 棚洞结构强度验算模块 |
| 6.6.4 耗能减震棚洞结构设计模块 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 建议与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（10）混凝土四阶段断裂模型及其在刚性道面断裂分析中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 混凝土非线性断裂力学模型 |
| 1.2.2 混凝土断裂特性室内试验研究 |
| 1.2.3 混凝土断裂特性数值模拟研究 |
| 1.2.4 刚性道面结构断裂行为分析及应用 |
| 1.2.5 文献综述分析 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 第2章 基于数字散斑方法的混凝土断裂特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 断裂试验及断裂参数测试 |
| 2.2.1 试验方案及试验目的 |
| 2.2.2 试件制备及裂缝预制 |
| 2.2.3 试验测试装置 |
| 2.2.4 断裂参数测试 |
| 2.3 基于数字散斑方法的I型裂缝扩展特性 |
| 2.3.1 数字散斑方法基本简介 |
| 2.3.2 水平位移场分布特性 |
| 2.3.3 应变场分布特性 |
| 2.3.4 断裂过程区扩展特性研究 |
| 2.4 基于数字散斑方法的I-II复合型裂缝扩展特性 |
| 2.4.1 位移场分布特性 |
| 2.4.2 应变场分布特性 |
| 2.4.3 纯I型和I-II复合型裂纹扩展竞争关系 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 混凝土四阶段断裂模型与断裂判据 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 混凝土四阶段断裂模型的断裂准则及断裂控制参数 |
| 3.2.1 混凝土四阶段断裂模型的定义 |
| 3.2.2 混凝土四阶段断裂模型的断裂准则 |
| 3.2.3 混凝土四阶段断裂模型的断裂控制参数 |
| 3.3 混凝土四阶段断裂模型和双K,双G断裂模型对比 |
| 3.3.1 主要区别 |
| 3.3.2 混凝土四阶段断裂模型适用性分析 |
| 3.4 混凝土四阶段断裂参数影响因素分析 |
| 3.4.1 试件尺寸影响 |
| 3.4.2 试件强度影响 |
| 3.4.3 软化曲线形状影响 |
| 3.5 基于四阶段断裂控制参数的简化阻力曲线 |
| 3.5.1 简化阻力曲线确定 |
| 3.5.2 四阶段断裂模型和简化阻力曲线相关性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 损伤塑性模型的混凝土损伤-断裂数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 混凝土损伤塑性模型 |
| 4.3 基于损伤塑性模型的混凝土三点弯曲梁数值模拟 |
| 4.3.1 数值模型建立 |
| 4.3.2 数值模型验证 |
| 4.3.3 数值模拟结果 |
| 4.3.4 混凝土四阶段断裂模型数值验证 |
| 4.4 影响因素分析 |
| 4.4.1 网格参数影响 |
| 4.4.2 材料参数影响 |
| 4.4.3 裂纹参数影响 |
| 4.4.4 荷载参数影响 |
| 4.5 基于损伤塑性模型的双K断裂参数确定 |
| 4.5.1 起裂荷载及起裂断裂韧度确定 |
| 4.5.2 失稳断裂韧度确定 |
| 4.6 基于损伤塑性模型的四阶段断裂模型控制参数确定 |
| 4.6.1 宏观裂缝起裂断裂韧度 |
| 4.6.2 结构完全破坏断裂韧度 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 粘聚裂缝模型的裂缝动态扩展数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 粘聚裂缝模型的扩展有限单元法 |
| 5.2.1 粘聚裂缝模型 |
| 5.2.2 扩展有限单元法 |
| 5.2.3 基本方程及弱形式 |
| 5.3 I型裂缝动态扩展数值模拟 |
| 5.3.1 I型裂缝扩展数值模型建立与验证 |
| 5.3.2 混凝土四阶段断裂模型验证 |
| 5.3.3 影响因素分析 |
| 5.3.4 敏感性分析 |
| 5.4 I-II复合型裂缝动态扩展数值模拟 |
| 5.4.1 复合型裂缝扩展数值模型建立及验证 |
| 5.4.2 复合型裂缝四阶段扩展分析 |
| 5.4.3 复合型裂缝扩展影响因素分析 |
| 5.4.4 复合型裂缝扩展参数敏感性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 混凝土四阶段断裂模型的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 刚性道面板四阶段断裂模型、断裂判据 |
| 6.3 分析方法的提出及验证 |
| 6.3.1 分析方法的提出 |
| 6.3.2 分析方法的验证 |
| 6.4 刚性道面板四阶段断裂的断裂控制参数确定 |
| 6.4.1 有限元模型建立 |
| 6.4.2 有限元模型验证及临界荷载、临界荷位确定 |
| 6.4.3 刚性道面板损伤特性分析 |
| 6.4.4 刚性道面板断裂控制参数确定 |
| 6.5 断裂控制参数影响因素及敏感性分析 |
| 6.5.1 影响因素分析 |
| 6.5.2 敏感性分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、几种复合型数值方法的算法模拟与性能比较（论文参考文献）
- [1]基于深度学习的岩石微破裂演化声发射行为特征[D]. 杨道学. 江西理工大学, 2021(01)
- [2]扩展Voronoi单元有限元法的理论及应用研究[D]. 李欢. 昆明理工大学, 2021(02)
- [3]微通道结构对流动换热特性影响分析[D]. 任泽斌. 昆明理工大学, 2020(04)
- [4]基于形状记忆聚合物的复合材料芯模设计[D]. 刘扬. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [5]基于湍流场特性的调浆过程强化机理研究[D]. 杨露. 中国矿业大学, 2020(01)
- [6]全海深载人潜水器水动力性能研究及参数优化[D]. 孙鹏飞. 上海海洋大学, 2020
- [7]复合型沟槽吸液芯均热板的数值分析与优化设计方法研究[D]. 赵豪. 华南理工大学, 2020
- [8]基于细观力学性能的抗裂型沥青混合料研究[D]. 梁何浩. 华南理工大学, 2019(06)
- [9]隧道洞口落石冲击风险评价及耗能减震棚洞结构研究[D]. 王星. 长安大学, 2019(07)
- [10]混凝土四阶段断裂模型及其在刚性道面断裂分析中的应用[D]. 符永康. 哈尔滨工业大学, 2019(01)