国家自然科学基金(11171181) 作品数:13 被引量:71 H指数:5 相关作者: 宋来忠 彭刚 李军成 姜袁 沈涛 更多>> 相关机构: 三峡大学 湖南人文科技学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 湖南省教育厅科研基金 更多>> 相关领域: 建筑科学 自动化与计算机技术 理学 天文地球 更多>>
形状调配中带参数的过渡曲线与曲面构造 被引量:5 2016年 针对形状调配问题中过渡曲线与曲面构造方法的不足,提出基于带参数的曲线模型构造过渡曲线曲面的方法.首先利用一类带参数的曲线模型构造一种带参数的调配函数;然后研究基于该调配函数的过渡曲线构造问题,并讨论基于能量优化法的最佳过渡曲线构造问题;最后探讨相应的过渡曲面构造问题.实例结果表明,利用带参数的调配函数构造过渡曲线曲面时,2个被过渡曲线曲面可为任意的参数曲线曲面,所构造的过渡曲线曲面不仅在边界处满足拟C2连续,而且还可通过调配函数所带的参数对其形状进行调整. 李军成 宋来忠 刘成志关键词:调配函数 矩形区域不等圆形随机堆放的数值模拟 2017年 将若干待堆放的圆形堆放到一个给定矩形区域,是一类特殊的Packing问题。针对这一具有NP难度的困难问题,提出一种快速的数值模拟方法以及模拟力学检验的方法。该方法将圆形堆放的力学平衡规律化为几何形体相互接触的几何条件,把大量的圆形按级配及分布律等约束条件,随机堆放形成空间区域。按此方法得到的圆形堆体,在不加外力的情形下即可保持自身的稳定。使用该方法,在边长为15cm的正方形区域内,取圆形的直径范围为0.5cm^4cm,模拟了孔隙率小于25%(面积比)的圆形堆体。最后,将所模拟的圆形堆体试件进行了有限元网格划分及力学加载试算,结果表明该堆体是稳定的。为进一步在细观层次研究圆形堆体提供了一个快速的数值模拟方法。 宋来忠 廖大乾关键词:NP难问题 圆形PACKING问题 数值模拟 有限元 基于细观尺度的泡沫混凝土热性能研究 被引量:7 2013年 在细观层次上,泡沫混凝土可认为由人工引入的气孔和水泥浆体两相材料复合而成。利用参数化方法,生成大量随机分布的椭圆(椭球),分别建立孔隙率为58%的二维和孔隙率为50%的三维泡沫混凝土数值试件。对二维泡沫混凝土数值试件进行瞬态热学分析,观察热流量在泡沫混凝土内部的传播运动规律,探究了泡沫混凝土的保温隔热机理;模拟稳态平板法测导热系数的工况,对三维泡沫混凝土数值试件进行稳态热学分析,得出试件热面和冷面的温度值,再利用傅里叶定律计算得到泡沫混凝土的导热系数,数值模型计算得到的导热系数与实验测定的导热系数吻合得很好。 沈涛 宋来忠 孙艳海关键词:泡沫混凝土 细观模型 导热系数 混凝土三维随机参数化骨料模型 被引量:16 2012年 在三维情形下,基于参数曲面的自由变形技术,将混凝土骨料及黏结界面,用确定的、形式统一的参数方程予以表示,建立了混凝土随机参数化骨料数学模型;以骨料为卵石的混凝土为例,给出了级配、配合比等都可控制的骨料含量超过50%的随机混凝土数值试样,提出了用参数映射法对试件进行有限元网格剖分的方法。该数学模型较好地描述了骨料、砂浆与黏结界面组成的三维三相复合结构形式,为进一步在细观层次上研究和确定混凝土的动力学性能打下了基础。 宋来忠 彭刚 姜袁关键词:细观层次 混凝土 具有大量椭圆随机分布区域的数值模拟及应用 被引量:11 2012年 利用椭圆的参数方程,首先给出平面上的点位于椭圆内部与外部的判别条件,再把计算点到椭圆距离问题,化为一个求最值问题,使得可以用搜索法较快地得到有效的近似解,从而得到一个新的产生具有大量椭圆随机分布区域的方法,基本思想是:(1)对于模拟区域内随机生成的点,先判断该点是否在所有已生成椭圆的外部,若是,计算它与所有已生成椭圆边界的距离;(2)如果所求的距离大于或等于欲生成的椭圆的长半轴,则以该点为中心,生成一个新的椭圆。这样,不必用一个多边形覆盖来判别椭圆之间是否相交或重叠,可以使生成的椭圆与椭圆之间的距离更小一些(甚至可以是零),从而提高了模拟区域中椭圆的密度。试验表明,针对混凝土,可以在比较短的时间内,按3级配生成骨料含量可高达70%以上的模拟试件,按2级配生成骨料含量可高达60%以上的模拟试件。对所生成的混凝土试件,做了简单的加载力学实验。计算结果表明,该方法生成的模型能够满足力学分析的需要;进一步,基于椭圆随机分布区域,使用椭圆作为覆盖,建立了高含量的参数化不规则骨料模型试件。 宋来忠 王乾峰 彭刚 姜袁关键词:数值模拟 混凝土试件 级配 集多种特性的三次三角伪B样条 被引量:2 2016年 目的为了同时解决传统多项式B样条曲线在形状调控、精确表示常见工程曲线以及构造插值曲线时的不足,提出了一类集多种特性的三次三角伪B样条。方法首先构造了一组带两个参数的三次三角伪B样条基函数,然后在此基础上定义了相应的参数伪B样条曲线,并讨论了该曲线的特性及光顺性问题,最后研究了相应的代数伪B样条,并给出了最优代数伪B样条的确定方法。结果参数伪B样条曲线不仅满足C^2连续,而且无需求解方程系统即可自动插值于给定的型值点。当型值点保持不变时,插值曲线的形状还可通过自带的两个参数进行调控。在适当条件下,该参数伪B样条曲线可精确表示圆弧、椭圆弧、星形线等常见的工程曲线。相应的代数伪B样条具有参数伪B样条曲线类似的性质,利用最优代数伪B样条可获得满意的插值效果。结论所提出的伪B样条同时解决了传统多项式B样条曲线在形状调控、精确表示常见工程曲线以及构造插值曲线时的不足,是一种实用的曲线造型方法。 李军成 宋来忠 刘成志关键词:B样条 插值样条 混凝土二维参数化骨料模型的创建方法 被引量:15 2013年 基于参数化骨料的特点,在混凝土二维参数化骨料模型的创建中,提出了让覆盖椭圆可以相互有重叠,骨料却相互分离的创建方法。该方法降低了骨料之间的相互排斥性,可以在创建的试件中缩小骨料之间的空隙,从而增加试件中骨料的含量,提高模型创建的速度。同时,在模型的创建中采用了按级配分级随机投放的方式,保证了骨料分布的合理性。实验表明:使用该方法能够比较快的按三级配生成含骨料75%以上的几何模型试件,可以满足大体积、全级配、高强度混凝土的骨料投放模拟要求。最后给出了力学分析实例,以说明该算法的有效性。 宋来忠 沈涛 余波关键词:混凝土 骨料 级配 颗粒增强复合材料的几何模型数值模拟方法研究 被引量:1 2015年 为了在细观层次上模拟混凝土和土石混合体等颗粒增强复合材料,假设颗粒为凸多面体.首先研究由随机八面体随机变形得到任意凸多面体及其参数方程的方法,然后研究凸多面体内部与外部的判定条件、点到多面体的距离和两多面体之间距离的计算方法,从而得到了一个生成具有大量多面体随机分布区域的方法.为了提高模拟区域中多面体的含量,还给出了下降算法.实验表明:可以按二级配生成多面体含量达35%(体积比)的模拟区域,为从细观层次研究混凝土、土石混合体等颗粒增强复合材料,提供了创建几何模型的方法. 宋来忠 李耀辉关键词:计算机辅助几何设计 数值模拟 颗粒增强复合材料 利用带形状参数的有理势函数构造基于Metaball的过渡曲线 被引量:5 2017年 利用现有势函数构造基于Metaball的过渡曲线,此过渡曲线无法兼具拟高阶连续性与形状可调性.针对这一问题,巧妙地从一种带形状参数的曲线模型出发,构造一类带形状参数的有理势函数,并研究该势函数的性质.所构造的有理势函数具有统一的数学模型,不仅能使过渡曲线在端点处达到拟Ck连续,而且还可通过修改形状参数的值调整过渡曲线的形状.实例表明,通过调整有理势函数的次数及形状参数的取值可构造出满足不同拟连续性且形状不同的过渡曲线,以满足实际应用需要. 李军成 宋来忠关键词:势函数 形状参数 The Cubic Trigonometric Automatic Interpolation Spline 被引量:1 2018年 A class of cubic trigonometric interpolation spline curves with two parameters is presented in this paper. The spline curves can automatically interpolate the given data points and become C^2 interpolation curves without solving equations system even if the interpolation conditions are fixed. Moreover, shape of the interpolation spline curves can be globally adjusted by the two parameters. By selecting proper values of the two parameters,the optimal interpolation spline curves can be obtained. Juncheng Li Laizhong Song Chengzhi Liu