数值模拟分析实例
数值模拟论文
数值模拟论文引言反应塔冷却系统设计中数值模拟的应用论文闪速炉是一种冶炼设备，能够高效处理一些粉状硫化矿物。
这种设备主要由精矿喷嘴、反应塔、沉淀池以及上升烟道四个部分组成。
反应塔主要位于沉淀池的上方，其中进行熔炼反应。
反应塔的长期环境都是高温，受到烟气与熔体的双重冲涮，会受到比较严重的腐蚀。
工作人员为了减少反应塔受到的损害，使用冷却系统对反应塔进行降温。
现对反应塔冷却系统设计中的数值模拟情况进行分析，并总结如下。
1数值模拟的建立反应塔中的反应过程非常复杂，尤其是高温烟气与炉外空气之间的热传递，其中发生的反应是高温烟气与炉体内壁的对流，内部温度的平衡，以及辐射换热等。
反应塔中这种反应，需要热量的相互传递，还会受到内部材料热量的影响。
冷却系统的作用，能够实现冷却水与冷却元件之间的热量置换。
这个过程具有结构和传热机理方面的对称性，从实际上分析冷却单元之间，并没有热量的转换。
工作人员要通过炉体冷却单元进行建模，其三维模型要采用fluent软件进行计算。
在本次研究中，主要应用的模型是热传导模型，选取控制容积法进行运算。
该模型的研究对象是反应塔炉体，要深入分析其对称性，然后选取一半冷却单元作为研究对象，分析需要求解的集合模型，对几何模型网格划分进行分析。
2计算结果与分析工作人员要在实际生产中，选取常用的工艺参数冷却水量2.5t/h（对— 1 —应进水速度为1.5m/s），进水温度为25℃。
基于此，要进行分析和计算，建立冷却单元三维数值模型，分析求得Z=0面的温度场分布。
从计算结果进行分析，冷却单元的冷却效果良好，工作人员不仅能对冷却元件进行局部设置，还能够控制冷却元件周围的耐火材料区域温度。
针对冷却元件和烟气接触面的温度，冷却元件具有较好的降温效果，能够促进内壁挂渣的形成。
这是冷却元件常使用的功能之一。
在实践中，低温区域能够延长耐火材料的寿命，并促进反应塔挂渣的形成，确保反应塔得到更好的保护。
工作人员在数值的模拟计算中，还能得出冷却水的出水温度为31.4℃，温升为6.4℃。
汽车覆盖件冲压工艺数值模拟技术实例分析培训讲学
汽车覆盖件成形加工生产目前主要依靠传统经验设计来制定冲压工艺、开发相关模具，具有相当大的随意性和不确定性。
然而板料成形的力学过程及成形影响因素非常复杂，是一个集几何非线性、材料非线性、接触非线性于一体的强非线性问题，用传统的解析方法很难求解。
塑性成形理论经过100多年的发展，已相当成熟。
随着计算机应用技术的普及，板料塑性成形过程用有限元方法进行数值模拟已成为一项有效解决该问题的高新技术。
汽车覆盖件包括覆盖汽车发动机、底盘、构成驾驶室及车身的所有厚度3mm以下的薄钢板冲压而成的表面和内部零件，其重量占到汽车用钢材总量的50%以上。
汽车覆盖件具有材料薄、形状复杂、多为复杂的空间曲面、结构尺寸大和表面质量高等特点。
在冲压时毛坯的变形情况复杂，故不能按一般拉伸件那样用拉伸系数来判断和计算它的拉伸次数和拉伸可能性，且需要的拉延力和压料力都较大，各工序的模具依赖性大，模具的调整工作量也大。
汽车覆盖件成形过程中板料上的应力应变分布情况非常复杂，成形质量影响因素较多。
从变形方式看，板料的成形是拉延、翻边、胀形、弯曲等多种变形方式的组合过程。
对一个给定的零件来说，一套合理的模具和工艺方案的确定，不仅要靠实践经验和理论计算，还往往离不开反复地试模和修模。
因此汽车覆盖件模具设计的主要任务就是要解决好冲压过程中板料不同部位之间材料的协调变形问题，既要避免局部区域过分变薄甚至拉裂，又要避免起皱或在零件上留下滑移线，还要将零件的回弹量控制在允许的范围内。
目前，板料冲压过程的计算机分析与仿真技术（非线性有限元分析技术）已能在工程实际中帮助解决传统方法难以解决的模具设计和冲压工艺设计难题，如计算金属的流动、应力应变、板厚、模具受力、残余应力等，预测可能的缺陷及失效形式，如起皱、破裂、回弹等。
在汽车覆盖件的设计中采用数值模拟技术能从设计阶段准确预测各种工艺参数对成形过程的影响，进而优化工艺参数和模具结构，缩短模具的设计制造周期，降低产品生产成本，提高模具和冲压件产品品质。
稳态ansys热分析数值模拟
稳态热分析数值模拟实例1——短圆柱体的热传导过程1、问题描述有一短圆柱体，直径和高度均为1m，其结构如图7.1所示，现在其上端面施加大小为100℃的均匀温度载荷，圆柱体下端面及侧面的温度均为0℃，试求圆柱体内部的温度场分布（假设圆柱体不与外界发生热交换，圆柱体材料的热传导系数为30 W/（m•℃））。
图7.1 圆柱体结构示意图2、三维建模应用Pro-E软件对固体计算域进行三维建模，实体如图7.2所示：图7.2 圆柱体三维实体图3、网格划分采用流动传热软件CFX的前处理模块ICEM对计算域进行网格划分，得到如图7.3所示的六面体网格单元。
流场的网格单元数为640，节点数为891。
图7.3 圆柱体网格图4、模拟计算及结果采用流动传热软件CFX稳态计算，定义圆柱体材料的热传导系数为30 W/(m•℃)，求解时选取Thermal Energy传热模型。
固体上壁面的边界条件设置为100℃的温度，侧面和下壁面边界条件为0℃的温度。
求解方法采用高精度求解，计算收敛残差为10-4。
图7.4为计算得到的圆柱体中心剖面的温度等值线分布图。
数据文件及结果文件在steady文件夹内。
图7.4 圆柱体中心剖面的温度等值线分布瞬态热分析数值模拟实例详解实例1——型材瞬态传热过程分析1、问题描述有一横截面为矩形的型材，如图7.5所示。
其初始温度为500℃，现突然将其置于温度为20℃的空气中，求1分钟后该型材的温度场分布及其中心温度随时间的变化规律（材料性能参数如表7.1所示）。
表7.1 材料性能参数密度ρkg/m3 导热系数W/(m•℃)比热J/(kg•℃)对流系数W/(m2•℃)2400 30 352 110图7.5 型材横截面示意图2、三维建模应用Pro-E软件对固体计算域进行三维建模，实体如图7.6所示：图7.6 型材三维实体图3、网格划分采用流动传热软件CFX的前处理模块ICEM对计算域进行网格划分，得到如图7.7所示的六面体网格单元。
边坡稳定性分析的数值模拟
1・FLAC 数值模拟上机题计算模型分别如图1、2、3所示，边坡倾角分别为30。
、45 °、60。
，岩土体参数为：密度p 二2500 kg/n?,弹性模量E = 1 x 108 Pa,泊松比卩二0.3,抗拉强度ct 二0.8 x 106 Pa,内聚力C 二4.2x 104 pa ，摩擦角 17°，膨胀角△二 20°。
试用FLAC/软件建立单位厚度的计算模型，并进行网格剖分，参数赋值，设定合理的边界条件，利 用FLAC 3D 软件分别计算不同坡角情况下边坡的稳定性，并进行结果分析。
附换算公式：331 kN/m = 100 kg/m剪切弹性模量：图1倾角为30。
的边坡（•单位:、m ））F 图2倾角为45 ’的边坡（单位：m ）9X ---------------------------------------------------1 __________ 109__________图3倾角为60」的边坡（单位：m ）实例分析：1）坡角为30。
时的边坡情况：25.36■4010Q4048.452体积弹性模豊FLAC3D 3.00Se!tif>as: Mcoe< Perspectr/e 16：5O 15 Sal JLH07 2008Center:Elation:X： 5.000^001X： o ooo 丫：Y: 0.000Z 3-OOOe^OOl z：o.oa)D«： 2.77564002Mag.: iAro ： 22.500eerier:Roialion X： 5 (X064001 X： o ooo Y： i.COOe*000 Y: 0.000Z 3.000e.001 Z： 0.000 DiSl：2-775e^ OOMaa，：1Ang: 22500计算代码（模式）new ;开始一个新的分析gen zone brick pO 0 0 0 pl 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 &size 50 1 10 gen zone brick &;生成下面的矩形，沿x、y、z二房向分为50, 1，10分pO 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 74.64 0 60 &p4 100 2 40 p5 74.64 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 &size 30 1 10；生成上面的梯形，沿X 、y、z二房向分为30，1，10分fix z range z -0.1 0.1fix x range x -0.1 0.1fix x range x 99.9 100.1fix y range y -0.1 0.1fix y range y 1.9 2.1model mohrprop coh=4.2e4 ten=8e5 fric=17；固定模型底面；固定模型左面；固定模型右面；固定模型前面；固定模型后面；库伦摩尔模型；力学参数赋值ini den s=2500set gra=0,0,-9.8prop bulk 8.3e7 shear 3.85e7 ini zvel 0ini xdisp 0 ydisp 0 zdisp 0 plot create slope ；重力设置乂方向初始速度为°X y Z方向初始位移为仓IJ 建一个斜坡添加坐标轴plot add axes plot add block plot show solve fos file slope3dfos.sav associated强度折减法求解FLAC3D 3.0 025701 M 8ei Per spec ttv e22：14 18 sal Jun 07 2006SurfaceM 啣ac ■ O OOOe. 000Velocityf/ ac im im - 4.906e 007Lines ty e图4网格剖分图图5速度矢量图FLAC3D 3.00 Step 2570i Mo<3e< Perspective 22：l7：l7SalJun07 200er L A u u n.uu$top 2S701 M odd Per spectrv e 222036SalJ un 07 2038Cemer: Rotation:XrS OOOe-OOl X： 0.000Y： 1.0004000 Y： 0.000Z： 30006.001 Z： 0830«： 2.77564002 Mag. 1。
爆炸流场的数值模拟与分析研究
爆炸流场的数值模拟与分析研究一、引言爆炸是一种常见但危险的现象。
在很多领域中都能见到其踪影，例如炸药工业、火箭发射和爆炸安全等。
对于这些爆炸事件，我们需要进行数值模拟和分析，以便更好地了解爆炸现象的本质和爆炸流场的特性。
本文就爆炸流场的数值模拟与分析研究展开讨论。
二、爆炸如何发生爆炸通常发生在极短的时间内，具有高度非线性特征，爆炸产生的能量使爆炸物质瞬间加速并释放出大量的气体和其他物质。
这些物质在短时间内释放出来并随着周围的空气形成了爆炸流场。
爆炸流场的特性包括爆轰波、冲击波、反应波、扩散波等，这些波在空气中的传递引起了空气的快速压缩和膨胀，使空气的密度和温度变化迅速。
这些物理变化产生的压力和温度梯度产生的作用力使空气流动甚至出现漩涡和涡旋等复杂流动现象。
三、爆炸流场的数值模拟方法由于爆炸流场是一种具有高度非线性特性的复杂流动场，因此它的数值模拟方法具有一定的难度。
目前，最常用的数值模拟方法是基于计算流体动力学（CFD）的方法。
CFD方法通过对流体力学方程进行数值求解，计算出了空气的密度、速度和压力等物理量的分布情况。
通常采用的数值模拟软件有ANSYS Fluent、Star-CCM+等。
这些软件包括传输方程、方程边界条件、时间推进算法和网格生成等方面的内容，并提供了丰富的后处理功能。
四、数值模拟与分析实例为了更好地了解爆炸流场的数值模拟与分析技术，本文以一例实际应用为例进行介绍。
我国某先进武器试验中，使用了高爆药作为推进剂，炸药爆炸后会产生爆轰波和冲击波等流场特性。
通过数值模拟软件Star-CCM+对爆炸流场进行了数值模拟与分析。
首先需要确定计算模型和边界条件。
在此案例中，采用的是二维轴对称计算模型，边界条件包括药杆位置、U-tube的弹性壳、气流的速度和压力等。
然后，进行数值计算。
数值计算过程主要包括物理模型的选择和参数的设定，通过不断进行参数调整和计算，确定了药杆的爆炸区和气流的流动情况。
厨房火灾数值模拟及分析
6书柜：
依次点击Model→New Obstruction→Geometry，输入数据：
&SLCF QUANTITY='TEMPERATURE', VECTOR=.TRUE., PBX=2.50/
&SLCF QUANTITY='carbon dioxide', VECTOR=.TRUE., PBZ=1.70/
（已经由实验指导老师完成）
4.4建立实体（利用pyrosim2010）：
凳子（见图1）制作步骤：（尺寸是随便输的，与实验的数据可能不一样）
&SURF ID='burner',
COLOR='RED',
HRRPUA=3.0000000E003/
4.3.3.3温度探测器布置
（注：XYZ后的数据分别表示XYZ轴三个方向上参照坐标原点的坐标）
&DEVC ID='HD 1', PROP_ID='Default', XYZ=2.50,3.50,1.70, LATCH=.FALSE./4.3.4温度和二氧化碳“切片”布置
4.2.3基本材料参数的设置
4.2.3.1地毯材料参数设置，
&MATL ID='CARPET_MATL',
SPECIFIC_HEAT=9.00,
CONDUCTIVITY=0.1600,
DENSITY=750.00,
HEAT_OF_COMBUSTION=2.2300000E004,
N_REACTIONS=1,
HEAT_OF_REACTION=2.0000000E003,
fluent 土木案例
fluent 土木案例Fluent土木案例Fluent是一款流体力学模拟软件，可用于模拟各种流体现象，包括空气、水、油等。
在土木工程领域，Fluent可以用于模拟建筑物风荷载、水力学问题等。
本文将介绍一个Fluent在土木工程领域的应用案例。
案例背景：某城市的一座高层建筑在建设过程中出现了风荷载过大的问题。
建筑物位于城市中心，周围有许多高楼大厦，风场非常复杂。
为了解决这个问题，工程师们使用了Fluent进行数值模拟分析。
分析过程：1. 建立模型首先，工程师们需要建立一个建筑物的三维模型。
他们使用了CAD软件绘制了该建筑物的平面图和立面图，并将其导入到Fluent中进行三维重构。
由于该建筑物比较复杂，需要花费一定时间来完成三维重构。
2. 设定边界条件在模型建立完成后，工程师们需要设定边界条件。
由于该建筑物位于城市中心，周围有许多高楼大厦和道路，在设定边界条件时需要考虑这些因素。
工程师们将周围建筑物和道路的影响考虑在内，并设置了适当的边界条件。
3. 进行数值模拟在设定好边界条件后，工程师们开始进行数值模拟。
他们使用了Fluent中的风场模块，对建筑物受到的风荷载进行了模拟分析。
由于该建筑物高度较大，需要考虑不同高度处的风荷载情况。
4. 分析结果经过数值模拟分析，工程师们得出了该建筑物在不同风速下的受力情况。
他们发现，在某些风速下，该建筑物受到的风荷载超过了设计标准，存在安全隐患。
5. 优化方案根据分析结果，工程师们提出了一些优化方案。
他们通过增加建筑物表面的细节设计、改变建筑物形状等方式来减小风荷载。
然后再次使用Fluent进行数值模拟分析，并得出最终方案。
6. 结果验证最后，工程师们对最终方案进行了实验验证，并发现其有效性得到证实。
他们成功地解决了该建筑物在施工过程中遇到的风荷载过大的问题。
总结：通过Fluent的数值模拟分析，工程师们成功地解决了该建筑物在施工过程中遇到的风荷载过大的问题。
Fluent为土木工程领域提供了一种高效、准确、可靠的分析方法，为工程师们提供了有力的帮助。
火力发电厂循环水排水明渠水流数值模拟研究分析实例
火力发电厂循环水排水明渠水流数值模拟研究分析实例摘要:考虑到排水明渠与虹吸井可能受出水口波浪影响，按浪涌对出水口附近水位波动的最不利情况进行排水明渠水流计算，以确定排水明渠与虹吸井高程相关参数及分析排水明渠内水流状态。
关键词:明渠浪涌水流数模分析1. 水文资料电厂海域潮汐特征值如下（基面采用平均海平面MSL）：最低潮位：-1.70 m；最高潮位：2.50 m；水尺零点：-2.35 m。
从潮位过程图线看最大潮差小于3m，半日潮显著。
小潮期全日潮成分强，一天只出现一次涨、落。
定点进行了波浪观测。
测量期间最大波高1.08m，对应周期15秒；有效波高0.328m，周期5.06秒；平均波高0.202m，周期3.57秒。
常浪向为E向，占33.72%；SE向浪占25.78%；S向浪12.78%；SW向浪点8.59%；EN向浪8.07%；少量波浪来自西北和西向。
2. 工程概况本工程规模为2×110MW燃煤发电机组，采用海水冷却直流循环水系统，正常设计工况为一机两泵，单台循环水泵流量为 3.2m3/s。
凝汽器冷却水进入虹吸井后，先经过一段暗沟，再汇入排水明渠，最终由排出口排入大海。
暗沟断面为边长2m正方形，每台机组对应一座虹吸井，虹吸井堰顶标高2.95m，堰上水头3.95m，共有两条暗沟接入明渠，两台机组共用1座排水明渠。
本工程设计总排水流量为12.8 m3/s (46080m3/h)。
设计高水位1.7m (MSL，下同)，常水位±0.0m，设计低水位-1.7m，洪水位2.50m。
根据排水流量和暗沟截面积计算知，暗沟内平均流速可达1.6m/s。
明渠长约500m，其中有一拐弯。
拐角往入海口段长约423m。
除了明渠首、尾端有局部放宽段外，沿程基本为矩形断面，底宽4m，底坡1.6‰，明渠内平均流速可达1.43m/s。
考虑到排水明渠与虹吸井可能受出水口波浪影响，按浪涌对出水口附近水位波动的最不利情况进行排水明渠水流计算，以确定排水明渠与虹吸井高程相关参数及分析排水明渠内水流状态。
ansys workbench 14.5数值模拟工程实例解析 -回复
ansys workbench 14.5数值模拟工程实例解析-回复问题的提出：ANSYS是目前世界上使用最广泛的CAE（计算机辅助工程）软件之一。
ANSYS Workbench 14.5是ANSYS公司最新发布的版本，拥有强大的数值模拟功能。
本文将以ANSYS Workbench 14.5数值模拟工程实例为基础，一步一步解析其过程和结果。
第一步：了解数值模拟工程的概念和作用数值模拟工程是指使用数值计算方法对工程问题进行模拟和求解的过程。
通过数学模型的构建和数值方法的运算，可以预测工程系统的行为，优化设计，并降低实际试验的成本。
数值模拟工程在航空航天、汽车工程、建筑工程等领域具有广泛的应用。
第二步：准备实验模型和边界条件在本次实例中，我们选择了一个简单的结构力学问题作为例子。
假设我们要研究一个悬臂梁的应力分布情况。
悬臂梁的几何形状、材料性质和加载条件都需要在ANSYS Workbench中进行定义和设置。
通过准备实验模型和边界条件，可以模拟出各种不同的工程问题。
第三步：网格划分和离散化网格划分是数值模拟中非常重要的一步，它将实际工程问题的连续域划分成离散域，以便于计算机进行数值计算。
在本次实例中，我们可以使用ANSYS Workbench提供的自动网格划分工具，将悬臂梁的几何形状离散为小的单元。
划分的单元越小，计算结果越准确，但计算量也会增加。
第四步：施加加载条件和求解在悬臂梁的数值模拟中，需要选择适当的加载条件来模拟实际工况。
例如，我们可以施加一个集中力作用在悬臂梁的端点处。
通过ANSYS Workbench提供的加载条件设置功能，可以灵活地模拟不同的加载情况。
同时，我们需要选择适当的求解方法和求解器进行计算。
在这个阶段，我们可以点击“求解”按钮，开始计算。
第五步：结果分析和后处理当计算完成后，我们可以对结果进行分析和后处理。
通过ANSYS Workbench提供的可视化工具，可以直观地展示应力、变形、流动等结果。
温度场数值模拟与分析
温度场数值模拟与分析一、引言温度场是工业制造、自然环境等领域中经常涉及到的现象，通过数值模拟和分析可以深入了解温度场的变化规律，并为后续的研究工作提供有效的参考。
本文将介绍温度场的数值模拟方法和分析技术，并结合实际案例进行分析和讨论。
二、数值模拟方法1.有限元方法有限元方法是数值模拟的一种常用方法，其核心思想是将复杂的物理问题抽象为有限个单元，通过单元之间的相对运动以及单元内部的运动来计算物理量的变化。
在温度场的数值模拟中，有限元方法可以通过建立合适的有限元模型、选择适当的数值方法和求解器来计算温度场的分布和变化规律。
2.计算流体力学方法计算流体力学方法是将物理问题建模为一系列守恒方程和运动方程的数学问题，通过求解这些方程来计算物理量的分布和变化。
在温度场的数值模拟中，计算流体力学方法可以通过建立流体系统的数值模型、指定流体系统的初始和边界条件以及选择适当的求解算法来计算温度场。
3.反向传播神经网络方法反向传播神经网络方法是在深度学习技术的支持下，将物理问题转化为神经网络的训练问题，通过优化网络的结构和参数，实现对物理问题的数值模拟。
在温度场的数值模拟中，反向传播神经网络方法可以通过建立网络模型、选择适当的损失函数和优化算法，来计算温度场的分布和变化规律。
三、分析技术1.可视化分析可视化分析是通过图表、图像和动画等可视化方式来展示温度场的分布和变化规律，通过可视化分析可以直观地了解温度场的变化情况，并且可以更好地理解温度场的复杂性。
2.数据挖掘分析数据挖掘分析是通过分析温度场数据中的模式和关联规则，来发现与温度场相关的重要信息和规律。
通过数据挖掘分析可以发现温度场的非线性规律、异常状态和趋势等信息，为后续的研究工作提供有效的参考。
3.时间序列分析时间序列分析是通过分析温度场数据的时间波动和趋势变化，来了解温度场的周期性和逐渐变化趋势。
通过时间序列分析可以发现温度场中的周期性波动规律和变化趋势，为后续的预测和控制工作提供有效的参考。
ansys_workbench_14.5数值模拟工程实例解析
ansys workbench 14.5数值模拟工程实例解析1. 引言1.1 概述本文以ANSYS Workbench 14.5为主题，介绍了数值模拟在工程实例中的应用。
ANSYS Workbench 14.5是一种强大的工程仿真软件，可以用于解决各种工程问题。
通过利用该软件的分析功能，可以预测和优化产品性能，并减少研发过程的试验成本和时间。
本文将以一个具体的数值模拟工程实例为案例，详细解析ANSYS Workbench在工程仿真中的应用。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分：引言、正文、示例解析、讨论与分析以及结论。
引言部分将提供背景信息、目的和文章结构概述；正文部分将涵盖整个工作流程和模拟步骤的详细说明；示例解析将对所选实例进行介绍、数值模拟过程和结果分析；讨论与分析将从多个角度对结果进行评估和探讨；最后，在结论部分总结全文并给出一些展望。
1.3 目的本文旨在通过一个具体实例来深入了解ANSYS Workbench 14.5在数值模拟中的应用，展示其功能和优势。
通过详细描述实例的工程背景、问题描述和模拟过程，读者能够更好地理解如何使用ANSYS Workbench 14.5来解决各种工程问题。
同时，通过结果分析和讨论，读者可以了解该软件在不同应用领域中的潜力和局限性。
最终的目标是提供给读者一种对ANSYS Workbench 14.5进行数值模拟工程实例解析的全面了解和指导。
2. 正文在本文中，我们将详细介绍使用ANSYS Workbench 14.5进行数值模拟的过程。
ANSYS Workbench是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，可以对各种工程问题进行模拟和分析。
为了更好地展示工程实例解析过程，我们选取了一个实际的例子来进行演示。
这个实例涉及到一个机械零部件的结构强度分析，通过使用ANSYS Workbench 进行数值模拟，我们可以评估该零部件在受力情况下的变形和应力分布情况。
数值模拟软件在工程领域的使用方法与案例分析
数值模拟软件在工程领域的使用方法与案例分析在工程领域，数值模拟软件是一种非常重要的工具，可用于模拟和分析各种工程问题。
它通过利用数值计算方法，将复杂的物理问题转化为计算机可以处理的数学模型，并通过求解这些数学模型来得到问题的答案。
本文将介绍数值模拟软件在工程领域的使用方法，并通过一些典型案例分析来展示其应用。
首先，我们来介绍数值模拟软件的使用方法。
通常，进行数值模拟需要以下步骤：1. 定义问题：明确需要解决的工程问题，包括问题的边界条件、约束条件等。
这一步骤需要对工程问题进行准确的描述和建模。
2. 网格生成：将问题的几何形状转化为计算机可以处理的网格模型。
网格的稳定性和质量对数值模拟结果的准确性有很大影响，因此需要选择合适的网格生成算法。
3. 模型求解：利用数值计算方法求解数学模型，得到问题的数值解。
常见的数值计算方法包括有限元法、有限差分法和有限体积法等。
根据具体的工程问题，选择合适的数值计算方法进行求解。
4. 后处理：对模拟结果进行分析和可视化，以得到对工程问题有意义的信息。
后处理结果可以是数值场分布图、流线图、应力应变分布图等。
下面，我们通过一些典型案例来说明数值模拟软件在工程领域的应用。
案例一：风力发电机叶片设计在风力发电机的设计中，叶片的设计和性能评估是至关重要的。
通过数值模拟软件，可以对不同叶片设计方案进行模拟分析。
首先，利用CAD软件设计出不同形状和尺寸的叶片。
然后，将叶片几何模型导入到数值模拟软件中，并生成合适的网格模型。
接下来，使用数值计算方法求解风力对叶片的影响，得到叶片上的流场分布和气动力。
通过模拟分析，可以评估不同叶片设计方案的性能，如风阻力、发电效率等，并选择最佳的设计方案。
案例二：汽车碰撞仿真在汽车工程中，通过数值模拟软件进行碰撞仿真可以评估车辆的安全性能。
利用CAD软件构建汽车的几何模型，并为汽车和环境设置边界条件和碰撞条件。
通过数值模拟软件，求解汽车碰撞过程中的动力学方程，得到汽车组件的位移、应力等物理量。
数值天气预报第十章_几种数值模式及模拟试验举例
数值天气预报第十章几种数值模式及模拟试验举例兰州大学大气科学学院中小尺度天气系统常与暴雨、冰雹、雷雨大风等剧烈天气过程联系在一起。
随着探测手段的进步，监测和跟踪能力的提高，对中小尺度天气系统发生、发展机制的探讨及预报方法的研究，近年来取得迅速的进展。
1986——1990 年期间，中国建立了京津冀地区的中尺度天气系统的监测和预报基地。
数值模拟是用试验的手段分析中小尺度天气系统的理论工具。
用其研究中小尺度天气过程，可以避免研究中求解非线性方程组的困难，但却较真实的揭示出影响中小尺度天气过程的物理因子以及演变的细节。
本章内容描述中小尺度天气系统的基本方程组描述中小尺度天气系统的线性方程组的动力学特征模拟中小尺度天气系统应考虑的物理因子中尺度天气系统数值模拟实例3.其他方程的简化热流量方程、水分方程及其他气体和气溶胶方程，一般较少做简化，采用原有方程形式。
只有当源汇项较小时，可将它们略去。
小结：简化的中小尺度系统的方程组，其连续方程根据系统深厚或浅薄分别取(10.20)式或(10.22)式；其垂直运动方程根据系统的水平尺度分别取(10.27)或(10.28)式；水平运动方程采用(10.32)式和(10.33)式；而其他方程一般仍取原有形式，即(10.2)及(10.4)至(10.8)式。
这些方程则构成了描述中小尺度系统的基本方程组。
(10.75)(10.76)引入这两个参数的目的是为了在分析中追踪它们所代表的项；以便很清楚地了解采用流体静力假设或滞弹性假设应被忽略的项。
二、形式解与频率方程上述方程组中含有6个未知数及，有6个方程，则方程组闭合，可以求解。
设各未知数有下列形式的解：11,0,λ⎧=⎨⎩21,0,λ⎧=⎨⎩表示流体是非静力的表示流体是静力平衡的表示流体是可压缩的表示流体是滞弹性的u v w p ρ′′′′′、、、、θ′(10.77)将上述形式解代入方程组(10.69)～(10.74)中，可得含有6个未知数的线性齐次代数方程：%()()()() ()() ()()()()%()(),,,,,,,,,,,,x z x z x z x z x z x z i k x k z t x zi k x k z t x z i k x k z t x z i k x k z t x z i k x k z t x z i k x k z t x z u u k k e v v k k ew w k k e p p k k e k k e k k eωωωωωωωωωωρρωθθω+−+−+−+−+−+−⎧′=⎪⎪′=⎪′⎪=⎪⎨′=⎪⎪′=⎪⎪′=⎪⎩%力假定或滞弹性流体假定去除。
以CAARC标模为例浅谈CFD数值模拟技术的分析过程
以CAARC标模为例浅谈CFD数值模拟技术的分析过程1969年举行的英联邦航空咨询委员会（Commonwealth Advisory Aeronautical Research Council）协调人会议上，著名学者Wardlaw和Moss提出了要建立高层建筑风荷载的评定标准，通过准确的模型试验得到高层建筑的动力响应和建筑表面的压力分布，将测试结果作为高层建筑风荷载的标准数据，以此来验证各风洞试验中所模拟的自然风的品质，校核风洞试验的模拟结果。
1969-1975年期间，共有5个研究中心投入到CAARC标准高层建筑模型的静试验研究中，完成了对建筑模型表面布置测点的全部测量，得到大量的试验数据。
5家研究中心将最初的测量结果发表在第5届国际建筑和结构风效应会议上。
会议上，学者们对五组测量数据对比分析后，总结出统一的结论，并对结论的表述做了详细说明。
该结论为其他科研人员校验风洞试验的各项数据提供了准确的参考。
２.计算流体动力学（CFD）数值模拟技术二十世纪五十年代以来，计算机的快速发展使其在各个领域得到广泛的应用，同时促进了各学科的交叉融合，计算机在流体力学中的应用便产生了一门新兴学科——计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics），简称CFD。
以计算流体动力学为基础，使用计算机建立研究对象的数值模型进行计算分析的方法，被称为CFD数值模拟技术。
CFD数值模拟技术以流体力学、数值数学和计算机科学为基础，将三大不同领域的学科有机地结合在一起，赋予了计算流体力学强大的生命力。
CFD数值模拟技术依靠电子计算机强大的运算能力，采用了大量离散化的数学方法，针对流体力学中遇到的各种问题，建立其数值计算模型，进行数值模拟分析，得到的分析结果可以准确地反映出流体的力学特性。
随着计算机科学的飞速发展，电子计算机性能不断提高，为计算流体动力学的发展提供了基础保证。
随着人们研究的不断深入，极大地丰富了计算流体动力学的理论基础。
数值模拟分析实例
华中科技大学体育馆数值模拟分析6.1分析模型的建立采用有限元软件ANSYS建立该网壳结构有限元分析模型。
整体屋盖结构共计1481个节点，4430个单元，16种截面类型。
建模时，网壳结构主体结构部分（包括主桁架、次桁架、水平支撑和檩条）采用ANSYS的LINK8杆单元建模，两侧翼的主梁、次梁和支承钢管柱均采用BEAM4梁单元，网壳结构屋面下部混凝土支承结构亦采用BEAM4梁单元。
分析时，屋面板、设备管线等荷载等效为节点荷载，施加在结构节点上。
在网壳结构有限元分析中，对于杆件采用的LINK8 3-D Spar单元为三维单元，假设材料为均质等直杆，且在轴向上施加载荷，可以承受单向的拉伸或者压缩，每个节点上具有三个自由度，即沿X、Y和Z坐标轴方向。
该单元具有塑性、蠕变、应力硬化和大变形等功能，能较好的模拟三维空间桁架单元。
对于两侧翼结构和下部支撑体系的柱、梁等结构采用的BEAM4单元是一个轴向拉压、扭转和弯曲单元，每个节点有三个平动自由度和三个转动自由度，具有应力刚化和大变形功能。
施工过程模拟分析时考虑时，同时考虑温度效应影响，计算时材料假定为理想弹塑性材料。
图6-1 有限元分析模型6.2分析工况选取按照实际施工顺序，将网壳结构屋盖施工过程划分为5个工况进行施工数值模拟，计算温度取为该阶段施工完成时的环境温度。
工况1: 7榀拱形主桁架安装完毕，但临时支撑未撤除，计算温度为温度15℃；（a）短轴立面（b）长轴立面图6-2 工况1中屋盖结构平面图图6-3 工况1中屋盖结构立面图工况2: 两侧翼结构安装完毕，完成后拆除其临时支撑，计算温度为8℃；（a）短轴立面（b）长轴立面图6-4 工况2中屋盖结构平面图图6-5 工况2中屋盖结构立面图工况3: 次桁架、水平支撑及楼梯安装完毕，临时支撑拆除，计算温度为29℃；（a）短轴立面（b）长轴立面图6-6 工况2中屋盖结构平面图图6-7 工况2中屋盖结构立面图工况4: 檩条及设备管线安装完毕，计算温度为41℃；（a）短轴立面（b）长轴立面图6-8 工况2中屋盖结构平面图图6-9 工况2中屋盖结构立面图工况5: 屋面板及保温层等安装完毕，计算温度为16℃。
某滑坡破坏机理分析及稳定性数值摸拟
某滑坡破坏机理分析及稳定性数值摸拟摘要：滑坡地质灾害对于高速公路的修建具有重大的安全隐患，若发生滑坡事故将会带来巨大的人身和财产损失。
以四川某滑坡为例，根据对滑坡区详细勘察分析的基础上，分析了滑坡的破坏机理，并利用FLAC3D软件进行了暴雨作用下三维稳定性数值模拟分析，为当地滑坡治理提供参考。
关键词：滑坡；稳定性；破坏机理；暴雨；数值模拟中图分类号：U445 文献标识码：A在外部自然条件作用下，稳定边坡有可能突然变得不稳定而造成失稳滑动，小则形成局部塌方，大则形成滑坡事故，造成严重的安全隐患。
代雪等[4]以某场地高填方边坡和直立边坡为研究对象,采用M-P法、Bishop法和强度折减法进行边坡稳定分析。
武博强等[5]以内蒙古经乌高速K91+768-K91+798左侧风积沙路堑高边坡为研究对象,基于极限平衡法对置换法的计算准确性进行了研究。
王蛟[6]基于Flac-3D有限元软件强度折减法计算滑坡天然及饱和工况下的稳定性系数。
通过对比分析两种工况下塑性区及剪应变增量带的分布情况,揭示滑坡的变形破坏机制。
尽管目前针对边坡稳定性及滑坡失稳机理已有相关研究，但由于工程地质条件对于滑坡失稳具有较大影响，不同环境下滑坡失稳机理不尽相同，为此，本文以四川某滑坡稳定性分析为案例，基于当地工程地质条件，研究分析滑坡失稳破坏机理，并利用三维数值模拟软件进行稳定性分析，为支护加固措施提供指导。
1工程概况据现场调查及实地测量，某滑坡平面形态呈长条形，滑体长650～800m，横向宽200～270m，平均厚38m，面积约0.14k㎡，体积方量约550.14×104m³，主滑方向为109°，滑坡前缘2475m，后缘2732m，总体坡度20°。
滑床为强风化泥岩，滑坡后壁高46m～57m，平均坡度约40°，呈圈椅状，滑壁平直，表层覆盖少量残坡积土。
前缘经后期人工改造，基本被破坏。
综上所述滑坡为大型泥岩切层滑坡，属推移式滑坡。
金属材料热处理变形过程中的数值模拟分析
金属材料热处理变形过程中的数值模拟分析金属材料的热处理是一种常用的工艺，通过控制材料的温度和冷却速率，可以改变材料的组织结构和性能。
在热处理过程中，材料经历了一系列变形过程，如热加工、冷却和回火等。
为了更好地理解和优化这些变形过程，数值模拟成为一种强有力的工具。
数值模拟是使用计算机仿真的方法来模拟和分析物理过程的工具。
在金属材料热处理过程中，数值模拟可以帮助工程师们预测材料的变形、应力和变形剩余应力的分布，以及预测材料的组织和性能。
通过对热处理过程进行数值模拟分析，工程师们可以更好地制定热处理工艺参数，提高材料的性能。
在进行数值模拟分析时，首先需要建立一个准确的模型。
模型的建立需要考虑到材料的热传导、相变、塑性变形和力学响应等方面的特性。
研究者们通常使用有限元方法来建立模型，该方法将连续物理领域划分为有限数量的区域，然后进行数值计算。
接下来，需要确定模拟过程中所需的输入参数。
这些参数包括材料的热导率、热膨胀系数、比热容、变形应力-应变曲线等。
这些参数可以通过实验测试获得，也可以通过文献资料获得。
在确定了输入参数后，可以使用数值方法来模拟金属材料的热处理过程。
数值模拟的分析结果可以帮助工程师们更好地理解变形过程中的物理现象。
例如，数值模拟可以显示材料在加热过程中的温度分布，以及冷却过程中的温度梯度。
这些结果对于工程师们选择合适的加热和冷却参数具有重要意义。
另外，数值模拟还可以预测材料的应力和变形剩余应力的分布。
这些预测结果对于预防和控制材料的裂纹和变形失效具有重要意义。
通过优化热处理过程的参数，可以最大程度地减小应力和变形剩余应力，提高材料的抗疲劳性能和延展性。
此外，数值模拟还可以帮助工程师们优化热处理过程中的工艺参数。
通过改变加热和冷却的速率、时间和温度等参数，可以更好地控制材料的组织和性能。
数值模拟可以对不同参数进行优化分析，从而为工程师们提供指导意见。
总结一下，金属材料热处理变形过程中的数值模拟分析为工程师们提供了一种有效的手段来预测和优化热处理过程。
《数值模拟分析在提高开采上限研究中的应用》范文
《数值模拟分析在提高开采上限研究中的应用》篇一一、引言随着科技的不断发展，数值模拟分析作为一种重要的研究手段，在众多领域得到了广泛应用。
在矿业工程领域，数值模拟分析对于提高开采上限的研究具有极其重要的意义。
本文将就数值模拟分析在提高开采上限研究中的应用进行详细探讨，以期为相关研究提供一定的参考。
二、数值模拟分析的基本原理及其在矿业工程中的应用数值模拟分析是一种通过建立数学模型，利用计算机对实际过程进行模拟的技术。
在矿业工程中，数值模拟分析主要用于预测矿体开采过程中的地质条件变化、岩体应力分布、地表沉降等情况，为矿山设计、开采方案制定及安全生产提供科学依据。
三、数值模拟分析在提高开采上限研究中的应用1. 模型建立与参数设定在提高开采上限的研究中，首先需要建立准确的数值模型。
模型建立需充分考虑矿体的地质构造、岩体力学性质、开采方法等因素。
同时，还需设定合理的模型参数，如岩体的弹性模量、泊松比、内摩擦角等，以确保模拟结果的准确性。
2. 地质条件模拟与分析通过数值模拟分析，可以真实地模拟出矿体开采过程中的地质条件变化。
包括地应力分布、地层移动、断层活动等情况，这些变化对矿山的稳定性和安全生产具有重要影响。
通过对这些地质条件的模拟与分析，可以预测矿山可能出现的风险点，为提高开采上限提供科学依据。
3. 岩体应力分布与控制岩体应力分布是影响矿山稳定性的关键因素之一。
通过数值模拟分析，可以预测岩体在开采过程中的应力分布情况，进而制定出合理的支护措施和开采方案。
这有助于减小岩体变形和破坏的可能性，提高矿山的安全生产水平。
4. 地表沉降监测与预测地表沉降是矿山开采过程中常见的地质灾害之一。
通过数值模拟分析，可以预测矿山开采过程中可能出现的地表沉降情况。
同时，结合实际监测数据，可以验证模型的准确性，为制定防治措施提供依据。
这有助于减小地表沉降对周边环境的影响，提高矿山的可持续发展能力。
四、案例分析以某矿山为例，通过建立数值模型，模拟了矿体开采过程中的地质条件变化、岩体应力分布及地表沉降等情况。
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华中科技大学体育馆数值模拟分析6.1分析模型的建立采用有限元软件ANSYS建立该网壳结构有限元分析模型。
整体屋盖结构共计1481个节点，4430个单元，16种截面类型。
建模时，网壳结构主体结构部分（包括主桁架、次桁架、水平支撑和檩条）采用ANSYS的LINK8杆单元建模，两侧翼的主梁、次梁和支承钢管柱均采用BEAM4梁单元，网壳结构屋面下部混凝土支承结构亦采用BEAM4梁单元。
分析时，屋面板、设备管线等荷载等效为节点荷载，施加在结构节点上。
在网壳结构有限元分析中，对于杆件采用的LINK8 3-D Spar单元为三维单元，假设材料为均质等直杆，且在轴向上施加载荷，可以承受单向的拉伸或者压缩，每个节点上具有三个自由度，即沿X、Y和Z坐标轴方向。
该单元具有塑性、蠕变、应力硬化和大变形等功能，能较好的模拟三维空间桁架单元。
对于两侧翼结构和下部支撑体系的柱、梁等结构采用的BEAM4单元是一个轴向拉压、扭转和弯曲单元，每个节点有三个平动自由度和三个转动自由度，具有应力刚化和大变形功能。
施工过程模拟分析时考虑时，同时考虑温度效应影响，计算时材料假定为理想弹塑性材料。
图6-1 有限元分析模型6.2分析工况选取按照实际施工顺序，将网壳结构屋盖施工过程划分为5个工况进行施工数值模拟，计算温度取为该阶段施工完成时的环境温度。
工况1: 7榀拱形主桁架安装完毕，但临时支撑未撤除，计算温度为温度15℃；（a）短轴立面（b）长轴立面图6-2 工况1中屋盖结构平面图图6-3 工况1中屋盖结构立面图工况2: 两侧翼结构安装完毕，完成后拆除其临时支撑，计算温度为8℃；（a）短轴立面（b）长轴立面图6-4 工况2中屋盖结构平面图图6-5 工况2中屋盖结构立面图工况3: 次桁架、水平支撑及楼梯安装完毕，临时支撑拆除，计算温度为29℃；（a）短轴立面（b）长轴立面图6-6 工况2中屋盖结构平面图图6-7 工况2中屋盖结构立面图工况4: 檩条及设备管线安装完毕，计算温度为41℃；（a）短轴立面（b）长轴立面图6-8 工况2中屋盖结构平面图图6-9 工况2中屋盖结构立面图工况5: 屋面板及保温层等安装完毕，计算温度为16℃。
6.3分析结果图6-10所示为华中科技大学网壳结构屋盖施工过程模拟分析杆件应变云图。
从图中可以看出，在网壳结构施工过程中，受力较大杆件都集中在支座附近。
（a）施工工况1网壳结构杆件应变图（b）施工工况2网壳结构杆件应变图（c）施工工况3网壳结构杆件应变图（d）施工工况4网壳结构杆件应变图图6-10 施工过程中网壳结构杆件应变图7 武汉体育中心体育馆有限元分析7.1空心球节点有限元分析7.1.1分析模型采用有限元软件ANSYS对空间节点进行受力性能进行分析。
节点建模采用ANSYS提供的4节点弹塑性壳单元，每个节点有6个自由度，包括3个线位移自由度和3个转动自由度，该单元具有大挠度小应变的特点，能比较好的模拟球节点的受力特性。
划分网格时采用映射划分和自由划分、整体划分和局部加密相结合的方法。
先对模型分区，杆与球的主体采用映射网格划分法，相贯线处由于边界复杂采用自由划分。
网格划分时通过控制单元边长，并在相贯线附近缩小控制尺寸，从而保证计算精度。
这样，整个模型共分为56681个单元，28243个结点。
加载时，考虑节点的实际受力情况加载，节点支座底部约束所有自由度，各杆上荷载按实际受力比例轴向加载。
计算模型见图43。
图43 空心球节点计算模型分析时考虑了材料非线性和几何非线性。
材料为Q345钢，计算时材料假定为弹塑性材料，服从V on-Mises屈服准则，材料塑性按双线性等向强化考虑，弹性模量E=2.0×105N/mm2，屈服后模量取2%E，fy=370N/mm2。
分析采用增量迭代的方法，将牛顿拉斐逊方法（Newton-Raphson）、线性搜索技术(Line Search)、应用预测(Predictor)、自适应下降(Adaptive Descent)等加速收敛技术有机结合建立非线性平衡求解方法。
收敛准则为位移及不平衡节点力收敛准则。
本文不计残余应力和节点区焊缝对节点极限承载力的影响。
7.1.2分析结果在整个加载过程中，除7、8、9三根杆外，杆上应力呈弹性状态，从受荷点至球杆交界处，应力呈比例增长，由于是轴向加载，无偏心影响，杆周应力均匀分布，基本是轴向应力，环向应力很小，其中应力最大点位于最大受力杆与球的交界处。
从计算可知，在设计荷载和检验荷载作用下，除7、8、9三根杆外，其余各杆均未屈服。
而在1.4倍设计荷载下，7、8、9三根杆相贯处和杆底端部分区域屈服。
球面受力状态比较复杂，属于空间受力范畴。
从计算得知，球杆交界处(焊趾附近)应力集中现象比较严重。
在1.5倍设计荷载作用下，8号、9号杆件与空心球体交界处球体出现了局部屈服。
因此，根据上述有限元分析结果，该节点极限承载力可认为是1.5倍设计荷载。
在设计荷载和检验荷载作用下，对应于各杆轴向、支座肋板及索耳板的单向应变计测点应力分析结果见表8所示，对应于杆与球面交汇区及杆相贯处的应变花测点应力结果如表9所示。
节点的等效应力云图如图44~ 45所示。
图44 设计荷载作用下节点的单元等效应力图7.2铸钢节点有限元分析7.2.1分析模型采用有限元软件ANSYS对铸钢空间节点进行受力性能进行分析。
节点建模采用ANSYS提供的SOLID45单元，SOLID45单元为3-D固体结构单元，由八个节点组成。
在单元每一个节点上有三个自由度，即分别沿着三个坐标轴方向。
此单元可以进行塑性、蠕变、应力硬化、大变形以及大应变分析。
能比较好的模拟实体铸钢节点的受力特性。
划分网格时采用映射划分和自由划分、整体划分和局部加密相结合的方法。
这样，整个模型共分为61530个单元，13097个结点。
分析时考虑了材料非线性和几何非线性，按双线性等向强化考虑，采用V on-Mises 屈服准则。
材料参数取弹性模量E=2.10×105MPa，屈服强度fy=375MPa，屈服后弹性模量取2%E，收敛准则为位移及不平衡节点力收敛准则。
加载时，考虑节点的实际受力情况，环向索三个方向的线位移均被约束，节点可以做竖向平面内的微小转动。
A1、A2、A3方向上荷载取试验中的荷载值轴向加载，计算模型见图65。
图65 节点计算模型7.2.2分析结果在整个加载过程中，索夹板及索耳板的应力均呈弹性状态，由应力分析图可见应力较大区域出现在索耳板上及叉耳孔周围。
从计算可知，在设计荷载和检验荷载作用下，节点未屈服。
. 在设计荷载和检验荷载作用下单元的等效应力如图65和图66所示。
图65 设计荷载作用下节点的单元等效应力图图66 检验设计荷载作用下节点的单元等效应力图云阳县G25公路高架桥附录一有限元分析结果工况1下桥梁挠度分析结果工况1下桥梁应变分析结果工况2下桥梁挠度分析结果工况2下桥梁应变分析结果工况3下桥梁挠度分析结果工况3下桥梁应变分析结果工况4下桥梁挠度分析结果工况4下桥梁应变分析结果工况5下桥梁挠度分析结果工况5下桥梁应变分析结果工况6下桥梁挠度分析结果工况6下桥梁应变分析结果工况7下桥梁挠度分析结果工况7下桥梁应变分析结果工况8下桥梁挠度分析结果工况8下桥梁应变分析结果边跨跨中偏载标准荷载下桥梁挠度分析结果边跨跨中偏载标准荷载下桥梁应变分析结果中跨跨中偏载标准荷载下桥梁挠度分析结果中跨跨中偏载标准荷载下桥梁应变分析结果附录二部分试验照片试验桥梁测试工程师正在指挥加载测试工程师正在进行应变测试测试工程师正在进行振动测试安装就位的拾振器8 华中科技大学体育馆有限元分析8.1六杆节点有限元分析8.1.1分析模型采用有限元软件ANSYS对空间节点进行受力性能进行分析。
节点建模采用ANSYS提供的4节点弹塑性壳单元，每个节点有6个自由度，包括3个线位移自由度和3个转动自由度，该单元具有大挠度小应变的特点，能比较好的模拟薄壁钢管的受力特性。
划分网格时采用映射划分和自由划分、整体划分和局部加密相结合的方法。
先对模型分区，主管与支管的主体采用映射网格划分法，相贯线处由于边界复杂采用自由划分。
网格划分时通过控制单元边长，并在相贯线附近缩小控制尺寸，使相贯处单元尺寸与主管厚度相当，从而保证计算精度。
这样，整个模型共分为7443个单元，7439个结点。
加载时，考虑节点的实际受力情况，3号主管端三个方向的线位移均被约束，1号主管端加滑动约束并轴向加载，支管均沿轴向加载，各管上荷载按实际受力的比例加载，其中1、3、4、5、6各管所受的荷载比例为：-2.82：-0.61：1：1.42：0.39（负号表示受压力作用）。
计算模型见图40。
图40六杆节点计算模型分析时考虑了材料非线性和几何非线性。
材料为Q345钢，计算时材料假定为理想弹塑性材料，服从V on-Mises屈服准则，材料塑性按双线性等向强化考虑，材料参数取材性试验得到的数值，E=1.99×105N/mm2，fy=369N/mm2。
分析采用增量迭代的方法，将牛顿拉斐逊方法（Newton-Raphson）、线性搜索技术(Line Search)、应用预测(Predictor)、自适应下降(Adaptive Descent)等加速收敛技术有机结合建立非线性平衡求解方法。
收敛准则为位移及不平衡节点力收敛准则。
图41 设计荷载作用下节点的单元等效应力图图42 检验荷载作用下节点的单元等效应力图8.2四杆节点有限元分析8.2.1分析模型用有限元软件ANSYS对该支座节点的受力性能和变形特征进行了弹塑性分析并得出其极限承载力。
由于该球体壁厚和球径之比在工程薄壳范围内，故采用四边形弹塑性板壳单元，每个节点有6个自由度，包括3个线位移和3个转动自由度，这种单元具有大挠度小应变的特点，能比较好的模拟薄壁钢管及薄壁球壳的的受力特性，分析时考虑了材料非线性和几何非线性，按双线性等向强化考虑，采用V on-Mises屈服准则，并用增量变刚度法进行迭代计算。
同时为了准确反应球管交界处的应力集中情况，在球管交界处细分了网格.轴向力平均的分配给各个节点，形成单元结点荷载。
材料参数取材性试验得到的数值，E=1.99×105MPa，fy=381MPa。
收敛准则为位移及不平衡节点力收敛准则。
本文不计残余应力和节点区焊缝对节点极限承载力的影响。
图53为该节点的计算模型。
图53 节点计算模型图54 设计荷载作用下节点的单元等效应力图图55 检验载作用下节点的单元等效应力图5 华中科技大学体育馆斜柱有限元仿真分析5.1 模型参数斜柱支承体系在屋盖施工过程是一个整体受力体系，但不是均匀受力；在屋盖施工的不同阶段，各主桁架拱上的荷载不同造成了各支承斜柱的受力情况有差异；另外由于屋盖主桁架拱支座在支承斜柱上的定位误差，以及施工期屋盖钢结构由于温差产生变形，斜柱不再是轴心受压，整个支承体系协调变形，因此需要对斜柱支承体系整体分析。