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《数值试验题》课件PPT本课程介绍数值试验的基本概念、应用范围、分类方法、软件介绍、数据处理方法、误差类型及处理方法、模拟实验对比分析、优化方法、计算机建模技术、应用领域及未来发展趋势数值试验概述基本概念应用范围与意义分类与方法数值试验指采用数值计数值试验不仅可以节约数值试验可分为数值模算机辅助方法进行试验试验成本和时间,还可拟试验和数值优化试验,研究的一种试验方法以对复杂的物理过程进方法有有限元法、差分行模拟试验,为科学研法、谱方法、边界元法、究和实际应用提供指导网格自适应方法等意义常用数值试验软件Ansys ABAQUS常用的有限元分析软件,适用于结构、流体具有强大的有限元分析功能,常用于结构、和电磁场等领域的数值试验分析流体、地质、材料等领域的数值试验分析MATLAB一款强大的数学计算软件,具有强大的数值分析和可视化功能,适用于数值模拟和优化试验的数据处理及分析数值试验中的误差类型及处理方法截断误差1数值试验过程中,计算机进行计算所采用的算法只考虑了有限的计算舍入误差2精度,导致数值试验结果的误差数值型数据必须在计算机内以有限字长二进制形式存储,这样就会出计算误差现所谓的舍入误差3数值试验计算过程中,如果计算机出现故障或错误,造成的误差就是处理方法4计算误差加密技术、容错技术、纠错码技术、检验技术、多重抵消技术、模型适应技术等数值模拟与实验的对比分析数值模拟的优点数值模拟的局限性12效率高、成本低、可以模拟复杂的工程模拟过程中的误差可能会对结果产生影情况、可以对不同的参数进行分析响,需要适当的机理模型来进行数值试验实验的优点实验的局限性34真实地反应物理现象,测试结果更加可成本高、时间周期长、无法对复杂的物靠精确理现象进行细致的探究数值试验中的计算机建模技术宏模型中模型微模型即对物理过程的整体描述,随着计算机性能的发展,在数值试验中,微模型对它能够显示物理区域、边可对宏模型细分为较小的应的就是计算颗粒模型,界条件、控制参数等基本单元,形成中模型中模例如模型,模型LBM DEM信息,并将其转换为矩阵型常用于有限元分析等形式数值试验在结构力学方面的应用桥梁结构建筑结构数值试验可以模拟桥梁结构在静荷载、动荷数值试验可以模拟地震、风力等对建筑结构载作用下的力学响应过程,得出桥梁结构的的影响,评估建筑结构的安全性最大荷载、破坏形式和损伤位置等信息汽车结构数值试验可以模拟汽车受撞击作用后的变形、破坏过程,为汽车结构的设计及安全性评估提供支持数值试验在流体力学方面的应用冲击波现象模拟1数值试验可以模拟冲击波与其它流体物质或刚体结构之间的相互作用,例如障碍物反射、破坏等现象湍流等复杂现象模拟2数值试验可以模拟流体中复杂的湍流等流动情况,常用于船舶、飞行器、涡轮机等领域数值试验在机械工程方面的应用机械受力分析机械振动分析机械优化设计数值试验可以模拟机械在数值试验可以模拟机械受利用数值试验可以对机械受到不同载荷的作用时,到外界扰动产生的振动情进行优化设计,包括材料内部应力变化的情况,包况,常用于汽车、高速列选择、结构优化等括拉伸、弯曲、扭曲等受车的振动分析等力状态数值试验的结果展示与分析可视化分析工具数值分析软件例如、、等,例如、等,可以对数值试Fluent TecplotParaview MATLABExcel可以对数值试验的结果进行可视化分析,验结果进行分析、处理和优化,包括数据呈现出图形化的模拟结果和分析报告可视化、多元线性回归等数值试验的可重复性分析可重复性是指在相同的条件下,试验结果可以得到相同的结果数值试验的可重复性需要考虑多种因素,例如计算机性能、计算程序、边界条件等数值试验优化方法介绍材料、结构等重要参数的优优化后的设计的数值试验方法化设计方法在数值试验中,可以使用参数化建模的对象进行试验,获得响应曲面以及相应的标准差、可以使用各种参数化的建模方法进行优化设检验结果等计,例如响应曲面法、遗传算法等数值试验在化学工程方面的应用反应器的物理过程模拟1数值试验可以模拟不同温度、压力、浓度等条件下的反应器内的物理过程和反应过程燃烧流动场及烟气处理减排模拟2数值试验可以模拟燃烧过程中的烟气排放,以及烟气的处理及减排方法数值试验在电磁场方面的应用电磁屏蔽磁场分析数值试验可以模拟电磁屏蔽材料在不同频率、数值试验可以模拟磁场在空间中的强度分布、功率下的电磁波屏蔽效果磁通量密度、磁场梯度等参数数值试验在生物力学方面的应用骨骼系统力学特性研究数值试验可以模拟骨骼在不同外界荷载下的力学响应,以及骨骼系统的材料学性能生物组织材料学性能及损伤评估数值试验可以模拟生物组织在不同条件下的的材料学特性,以及损伤评估、修复规划等相关问题数值试验的未来发展趋势随着计算机技术、数值模拟技术的发展,数值试验在工程领域的应用将会越来越广泛,数值试验的计算精度和模拟效率也将不断提高。