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等几何流体-结构相互作用分析,重点是非匹配离散化,并应用于风力涡轮机。 (英语) Zbl 1348.74094号

小结:在本文中,我们开发了一个流体-结构相互作用(FSI)建模和仿真框架,重点是等几何分析(IGA)和非匹配流体-结构界面离散化。我们以FSI的增广拉格朗日方法为出发点。这里,拉格朗日乘子场定义在流体-结构界面上,负责两个子系统的耦合。因此,FSI公式不依赖于流体-结构界面上底层功能空间的连续性,以便在流体和结构子域之间产生正确的耦合条件。然而,在推导最终的FSI公式时,界面拉格朗日乘数被正式删除,公式完全是根据原始变量编写的。避免使用拉格朗日乘数可以提高建议公式的效率。作为一个额外的好处,在多物理模拟中使用非匹配网格的能力大大放宽了IGA的几何建模和网格划分工具的要求。{}我们展示了所提出的FSI公式在NREL 5 MW海上风力涡轮机转子模拟中的应用,其中空气动力学域使用体积二次NURBS建模,而转子结构使用无旋转基尔霍夫-洛夫壳的基于三次T样条的离散化建模。最后,我们用空气动力学方程的低阶有限元离散化方法展示了T形样条壳体的FSI耦合。IGA和FEM的结合使用被认为是这类问题的FSI模拟速度、鲁棒性和准确性之间的良好平衡。

MSC公司:

74层10 流固相互作用(包括空气弹性和水弹性、孔隙率等)
74S30型 固体力学中的其他数值方法(MSC2010)
74平方米5 固体微观力学
65D17号 计算机辅助设计(曲线和曲面建模)

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全文: 内政部

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