2022年数值模拟 2.pdf
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1、数值模拟: 利用一组控制方程来描述一个过程的基本参数变化关系,采用数值计算的方法求解,以求得该过程的定量认识,及对过程进行动态模拟分析,在此基础上判断工艺或方案的优劣,预测缺陷,优化工艺等数值模拟的作用: (1)优化工艺设计,使工艺参数达到最佳,提高产品的质量(2)可在较短的时间内,对多种工艺方案进行检测,缩短产品的开发周期(3)在计算机上进行工艺模拟实验,降低产品的开发费用和对资源的消耗数值模拟的地位:是材料成型领域CAD 的重要内容,也是先进制造技术虚拟化,敏捷花,绿色化生产,并行工程的重要基础发展趋势:(1)研究发展高质量的数值模拟系统依赖于对成型机理的深入探讨,建立高质量的数学物理模型
2、(2)改善计算方法,寻找合理而有效的计算方法(3)研究高度集成的数值模拟软件系统(4)高质量,高效率的高度集成数值模拟系统是并行工程的可靠而有效的保证数值模拟的重要内容包括:前处理模拟分析计算后处理三部分前处理任务:为数值模拟准备个初始的环境及对象前处理模块: 是材料成型过程数值模拟系统的重要组成部分,是对材料成型过程进行准确模拟,分析的前提和基础,其性能的好坏直接影响到整个系统的实用性及计算的准确性前处理模拟包括:实体造型,网格剖分数值模拟的数值方法:有限元法,有限差分法自动剖分网格软件采用技术:三维有限元网格剖分技术,有限差分网格剖分技术模拟分析计算包括:宏观模拟,微观组织模拟及缺陷模拟,
3、多种物理场的耦合计算宏观模拟目的:模拟材料成型过程中材料形状,轮廓,尺寸及宏观缺陷的演变过程及结果微观组织模拟及缺陷模拟:模拟材料成型过程中材料组织及微观尺寸缺陷的演变过程及结果STL 文件:通过对CAD 实体模型或曲面模拟进行三角化离散得到的,相当于用一种全由小三角形面片构成的多面体近似原CAD 模型(两种格式:ASC 码,二进制格式)有限差分法:用差商来代替微商,相应的就用微分方程变为差分方程优点: 对于具有规则的几何特征和均匀的材料特性问题,计算程序设计和计算过程简单,收敛性好缺点: 局限于规则的差分网格,差分只考虑了节点的作用,而忽略了把节点连接起来的单元名师资料总结 - - -精品资
4、料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 4 页 - - - - - - - - - 的贡献有限元法包括:位移法,利用余位能进行变分的方法,用混合变分的混合法有限元法: 将连续体简化为有限个单元组成的离散化模型,然后对离散化模型求出数值解答优点: 1 概念清晰,容易掌握,可以在不同水平上建立对该法的理解,可以用过直观的物理途径来学习和运用这一方法2 有较强的灵活性和实用性,应用范围广泛3 该法运用矩阵形式表达,便于编制计算机程序,可以充分利用高速计算机所提供的方便有限差分法:从微分方程出发,将求
5、解区域经过离散化处理后,近似地用差商代替微商,将微分方程和边界条件的求解会接为求一个线性代数方程组从而得到数值解有限元法缺点: 由于泛函的局限性,是有限元法的推广应用中遇到的困难,有限元法的数值方程的建立比较复杂单值性条件包括:几何条件(物体的几何形状与尺度)物理条件(材料的热物性,包括他们是否随温度而变化以及是否均匀等条件)时间条件(为所研究的系统过程在开始所求物理量的分布值)边界条件(所求系统在不同介质之间边界上的热交换条件,不同边界类型, 不同热交换现象)边界条件:第一类边界条件:给出热传导系统不同介质之间边界上各点处的温度值第二类边界条件: 给出热传导系统不同介质之间便见上各点处的温度
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