项目名称: 模拟搅拌摩擦焊的FEM-SPH耦合法研究

项目编号: No.11302077

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 肖毅华

作者单位: 华东交通大学

项目金额: 23万元

中文摘要: 搅拌摩擦焊(FSW)是一项在轻合金焊接方面极具优势的技术。数值模拟可以为FSW焊接工艺参数的优化提供指导,同时有助于人们加深对FSW焊接机理的理解,更好地应用和发展该技术。传统的数值方法在模拟FSW时都存在一定困难,并且在计算效率上面临巨大的挑战。本项目通过构建求解热力耦合问题的高精度SPH格式,开发相关的热力边界处理技术,发展FEM与SPH的接触界面和耦合界面计算技术,嵌入合理的本构模型、接触摩擦模型,建立一套能有效模拟FSW焊接过程的FEM-SPH耦合法,克服传统数值方法存在的网格畸变、物质界面难于追踪等困难。在此基础上,利用基于图形处理器(GPU)的并行计算技术,开发GPU加速的FEM-SPH耦合法及程序,大大提高计算效率,降低FSW模拟的计算时间成本,从而为FSW的研究和应用提供一种新的有力的数值分析工具。

中文关键词: 搅拌摩擦焊;有限元法;光滑粒子流体动力学;无网格对称粒子法;耦合

英文摘要: Friction stir welding (FSW) is a very good technique for the welding of light metal. Numerical simulation can provide guidelines to determine optimal process parameters for FSW welding. It can also promote the understanding of welding mechanism and be helpful to use and develop the technique better. For FSW simulation, traditional numerical methods have some difficulties and suffer from great challenge in computational efficiency. In this project, SPH formulation of high accuracy for thermo-mechanical problem is established and relevant techniques for imposing thermal, and mechanical boundary conditions are developed. Algorithms for handling contact and coupling interfaces between FEM and SPH are proposed. Reasonable constitutive model and friction model are also incorporated. Through the aforementioned work, an effective FEM-SPH coupling method is constructed for FSW simulation. It overcomes the deficiencies of traditional methods, such as mesh tangling, difficult to capture material interfaces and so on. With GPU-based parallel computing technique, a GPU-accelerated FEM-SPH coupling method is developed, which improves the computational efficiency significantly and lowers the time cost for FSW simulation. The GPU-accelerated FEM-SPH coupling method can provide a new powerful numerical tool for the investigation

英文关键词: Friction stir welding;Finite element method;Smoothed particle hydrodynamics;Meshless symmetric particle method;Coupling

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

【牛津大学】多级蒙特卡洛方法,70页pdf
专知会员服务
57+阅读 · 2022年2月3日
【中科大】数值计算方法扩充课程,116页pdf
专知会员服务
80+阅读 · 2022年1月7日
【博士论文】分形计算系统
专知会员服务
33+阅读 · 2021年12月9日
专知会员服务
48+阅读 · 2021年8月29日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年5月7日
【经典书】数理统计学,142页pdf
专知会员服务
95+阅读 · 2021年3月25日
《常微分方程》笔记,419页pdf
专知会员服务
71+阅读 · 2020年8月2日
【经典书】Python金融大数据分析,566页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年8月1日
对比,还原真实的GPU池化
CSDN
1+阅读 · 2022年4月13日
【牛津大学】多级蒙特卡洛方法,70页pdf
模拟整个地球:英伟达Earth-2超级计算机即将上线
机器之心
0+阅读 · 2021年11月16日
【动态】第三期可视化与可视分析国际学术报告成功举办
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年10月25日
借助新的物理模拟引擎加速强化学习
TensorFlow
1+阅读 · 2021年8月16日
最新研究表明:EV电池「越老越安全」
机器之心
0+阅读 · 2021年5月8日
人工神经网络在材料科学中的研究进展
专知
0+阅读 · 2021年5月7日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Convex-Concave Min-Max Stackelberg Games
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月17日
Arxiv
12+阅读 · 2018年9月15日
小贴士
相关VIP内容
【牛津大学】多级蒙特卡洛方法,70页pdf
专知会员服务
57+阅读 · 2022年2月3日
【中科大】数值计算方法扩充课程,116页pdf
专知会员服务
80+阅读 · 2022年1月7日
【博士论文】分形计算系统
专知会员服务
33+阅读 · 2021年12月9日
专知会员服务
48+阅读 · 2021年8月29日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年5月7日
【经典书】数理统计学,142页pdf
专知会员服务
95+阅读 · 2021年3月25日
《常微分方程》笔记,419页pdf
专知会员服务
71+阅读 · 2020年8月2日
【经典书】Python金融大数据分析,566页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年8月1日
相关资讯
对比,还原真实的GPU池化
CSDN
1+阅读 · 2022年4月13日
【牛津大学】多级蒙特卡洛方法,70页pdf
模拟整个地球:英伟达Earth-2超级计算机即将上线
机器之心
0+阅读 · 2021年11月16日
【动态】第三期可视化与可视分析国际学术报告成功举办
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年10月25日
借助新的物理模拟引擎加速强化学习
TensorFlow
1+阅读 · 2021年8月16日
最新研究表明:EV电池「越老越安全」
机器之心
0+阅读 · 2021年5月8日
人工神经网络在材料科学中的研究进展
专知
0+阅读 · 2021年5月7日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员