[發(fā)明專利]使用擴展的無網格有限元法對結構性能的數值仿真

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210039535.0
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN102682152A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 吳政唐;胡煒
• 申請（專利權）人: 利弗莫爾軟件技術公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛;王小青

1.一種仿真工程產品結構性能的計算機執(zhí)行方法，其特征在于，包括：

安裝在計算機系統(tǒng)中的應用模塊接收表示工程產品的有限元(FEM)模型，所述FEM模型包括多個FEM元；

所述應用模塊通過增加至少一個無網格擴展(ME)節(jié)點到每個FEM元的子集創(chuàng)建無網格擴展FEM(ME-FEM)模型，所述ME節(jié)點配置成消除體積閉鎖；以及

所述應用模塊使用所述ME-FEM模型獲得所述工程產品的數值仿真結構性能，其中所述應用模塊配置成執(zhí)行無網格擴展有限元分析，所述無網格擴展有限元分析使用基于位移的第一階凸無網格近似和元素級的插值，所述該插值在所述每個FEM元的子集的邊界上具有克羅內克-δ特性以允許應用本質邊界條件。

2.根據權利要求1所述的計算機執(zhí)行方法，其特征在于，所述FEM元包括角節(jié)點和邊定義的低階有限元，所述邊通過連接一對相鄰角節(jié)點定義。

3.根據權利要求2所述的計算機執(zhí)行方法，其特征在于，所述低階有限元不具有邊中節(jié)點。

4.根據權利要求1所述的計算機執(zhí)行方法，其特征在于，所述基于位移的第一階凸無網格近似使用冪函數、反正切函數、雙曲正切函數或Renyi函數中的一個生成的基礎函數。

5.根據權利要求1所述的計算機執(zhí)行方法，其特征在于，所述至少一個ME節(jié)點位于所述每個FEM元子集中的對應域中。

6.根據權利要求1所述的計算機執(zhí)行方法，其特征在于，所述每個FEM元子集映射到變換空間以應用一個或多個影響域到所述至少一個ME節(jié)點。

7.根據權利要求6所述的計算機執(zhí)行方法，其特征在于，所述變換空間是對應于一個所述影響域的等參空間。

8.根據權利要求1所述的計算機執(zhí)行方法，其特征在于，所述結構性能包括壓力和應變。

9.根據權利要求8所述的計算機執(zhí)行方法，其特征在于，所述ME-FEM進一步使用區(qū)域加權積分結合元素級的插值，以平滑所述壓力和所述應變。

10.根據權利要求9所述的計算機執(zhí)行方法，其特征在于，使用改進的胡海昌-鷲灃變形原理將所述平滑應變加入到無網格公式中。

11.根據權利要求9所述的計算機執(zhí)行方法，其特征在于，所述元素級的插值具有離散無發(fā)散特性。

12.一種含有指令的計算機可讀介質，所述指令用于控制計算機系統(tǒng)通過下述方法執(zhí)行工程產品結構性能仿真，其特征在于，所述方法包括：

安裝在計算機系統(tǒng)中的應用模塊接收表示工程產品的有限元(FEM)模型，所述FEM模型包括多個FEM元；

所述應用模塊通過增加至少一個無網格擴展(ME)點到每個FEM元的子集創(chuàng)建無網格擴展FEM(ME-FEM)模型，所述至少一個ME節(jié)點配置成消除體積閉鎖；以及

所述應用模塊使用所述ME-FEM模型獲得所述工程產品的數值仿真結構性能，其中所述應用模塊配置成執(zhí)行無網格擴展有限元分析，所述無網格擴展有限元分析使用基于位移的第一階凸無網格近似和元素級的插值，所述該插值在所述每個FEM元的子集的邊界上具有克羅內克-δ特性以允許應用本質邊界條件。

13.一種仿真工程產品結構性能的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

主存儲器，存儲用于應用模塊的計算機可讀代碼；

連接至所述主存儲器的多個處理單元，所述處理單元執(zhí)行主存儲器中的計算機可讀代碼以使得所述應用模塊執(zhí)行以下操作：

接收表示工程產品的有限元(FEM)模型，所述FEM模型包括多個FEM元；

通過增加至少一個無網格擴展(ME)點到每個FEM元的子集創(chuàng)建無網格擴展FEM(ME-FEM)模型，所述至少一個ME節(jié)點配置成消除體積閉鎖；以及

使用所述ME-FEM模型獲得所述工程產品的數值仿真結構性能，其中所述應用模塊配置成執(zhí)行無網格擴展有限元分析，所述無網格擴展有限元分析使用基于位移的第一階凸無網格近似和元素級的插值，所述該插值在所述每個FEM元的子集的邊界上具有克羅內克-δ特性以允許應用本質邊界條件。