計算力學
關注創建者：姜鵬 創建時間：2015-10-13
計算力學的視頻教程
數據驅動計算力學桁架結構分析程序
第一個視頻（免費）： 介紹數據驅動計算力學的核心思想、理論公式及算法流程，演示桁架結構分析程序，并與有限元分析結果進行比較。 第二個視頻： 介紹核心求解模塊（Function），近200行python代碼，包含材料類、桁架單元類、矩陣裝配、單元字典、求解器類。求解器類又包含等效荷載，應力應變計算、距離最近點搜索算法。
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計算力學代碼報告分析
1．問題描述 起重機的垂直部分和水平部分由鋁制成（E=60GPa，截面面積為2 cm2）。對角桁架單元由鋼制成（E=200GPa，截面面積為3 cm2）。在如圖所示處施加載荷P=7000N。同時支撐節點假設是固定的，所以是沒有位移的。我們考慮使用直接剛度法求解。寫出每個桿單元的剛度矩陣，再進行裝配。 求：結構的變形形狀（需要繪圖），最大垂直位移、最大壓應力和最大拉應力的大小和位置，以及兩個支撐節點上的約束力
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有限元課程（計算力學）合集（包括理論和代碼講解）
有限元課程全套課程 （1） 有限元課程緒論 （2） 有限元方法的概述 （3） 一維桿基本方程以及弱形式 （4） 二維平板問題以及格林公式 （5） 三角形單元以及剛度方程 （6） 桿單元局部坐標變換1 （7） 桿單元局部坐標變換2 （8） 桿單元局部坐標變換3 （9） 二維以及三維坐標變換
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計算力學的實例教程
2018年8月19-22日，中國計算力學大會暨國際華人計算力學大會’2018（CCCM-ISCM2018）在南京國際會議大酒店隆重舉行,700多位來自中國、美國、英國、法國、德國、澳大利亞、新加坡、香港等國家和地區的計算力學專家和學者參加了大會。本次大會得到了國家自然科學基金委員會的大力支持與指導，由中國力學學會、中國力學學會計算力學專業委員會和國際華人計算力學協會主辦，河海大學和江蘇省力學學會承辦。清華大學莊茁教授、浙江大學鄭耀教授和河海大學章青教授為本次大會共同主席。
大會開幕式由中國力學學會計算力學專業委員會副主任委員章青教授主持，河海大學校長徐輝教授致歡迎詞，國際計算力學協會主席廖榮錦教授（WK.Liu）、中國力學學會計算力學專業委員會主任委員莊茁教授和國際華人計算力學協會主席鄭耀教授分別發表了講話。
本次大會安排了17個大會邀請報告，設置了68個專題會場。我國計算力學事業發展的奠基人之一、中國科學院鐘萬勰院士，國際計算力學學會主席、美國西北大學廖榮錦教授（WK.Liu），前任美國計算力學學會主席、美國加州大學圣地亞哥分校陳俊賢教授(JS.Chen)，歐洲科學院、歐洲科學與藝術院、歐洲人文與自然科學院張傳增院士等分別應邀做了大會邀請報告，與會專家學者圍繞“計算力學進展與應用”的前沿與熱點問題進行了深入交流和研討。
會議期間，舉辦了首屆中國力學學會計算力學專業委員會計算力學終身成就獎、第五屆錢令希計算力學獎和第六屆國際華人計算力學協會獎（ICACM）的頒獎儀式。鐘萬勰院士、崔俊芝院士、北京大學袁明武教授和清華大學姚振漢教授獲得了中國力學學會計算力學專業委員會計算力學終身成就獎。浙江大學鄭耀教授獲得了錢令希計算力學獎（成就獎），大連理工大學王博教授獲得了錢令希計算力學獎（青年獎）。
展開 中國計算力學大會是我國力學界每兩年一次的綜合性學術盛會，是廣大力學科技工作者學術交流的重要平臺，迄今已舉辦十余屆。國際華人計算力學大會是世界華人力學專家和學者相聚的盛會，旨在促進華人學者展示近年來在計算力學領域取得的最新進展與成就，加強世界華人計算力學工作者的交流，提高中國計算力學工作者在國際學術舞臺中的地位，進一步促進計算力學的發展和工程應用。
中國計算力學大會暨國際華人計算力學大會于2018年8月19日至23日在南京國際會議大酒店成功召開。本次會議由中國力學學會計算力學專業委員會(CACM)、國際華人計算力學協會(ICACM)主辦，河海大學和江蘇省力學學會(JSTAM)承辦。大會得到了計算力學相關領域同仁的熱情響應，有來自中國、美國、英國、法國、澳大利亞、新加坡等國家和地區的700多位計算力學專家和學者參加了本次大會。
會議召開地點：南京國際會議大酒店
南京國際會議大酒店位于南京著名的鐘山風景區內，環境優雅。下圖為鐘山風景區內的美齡宮秋季鳥瞰圖：
會議開幕式由中國力學學會計算力學專業委員會副主任、江蘇省力學學會常務理事章青教授主持，河海大學校長徐輝教授致歡迎詞，國際計算力學協會主席廖榮錦教授、中國力學學會計算力學專業委員會主任莊茁教授、國際華人計算力學協會主席鄭耀教授分別發表講話。
大會開幕式由河海大學章青教授主持：
大會座無虛席：
大會座無虛席：
開幕式期間還進行了第五屆錢令希計算力學獎和第六屆ICACM獎的頒獎儀式。浙江大學鄭耀教授獲得錢令希計算力學成就獎，大連理工大學王博教授獲得錢令希計算力學青年獎。
展開 計算流體力學的發展
計算流體動力學 (Computational Fluid Dynamics) 簡寫為CFD，經過半個世紀的迅猛發展，這門學科已經是相當的成熟了，一個重要的標志就是近幾十年來，各種CFD通用軟件的陸續出現，成為商品化軟件，服務于傳統的流體力學和流體工程領域，如航空、航天、船舶、水利等。隨著CFD通用軟件的性能日益完善，應用的范圍也不斷的擴大，在化工、冶金、建筑、環境等相關領域中也被廣泛應用。
現代流體力學研究方法包括理論分析，數值計算和實驗研究三個方面。這些方法針對不同的角度進行研究，相互補充。理論分析研究能夠表述參數影響形式，為數值計算和實驗研究提供了有效的指導；試驗是認識客觀現實的有效手段，驗證理論分析和數值計算的正確性；計算流體力學通過提供模擬真實流動的經濟手段補充理論及試驗的空缺。
更重要的是，計算流體力學提供了廉價的模擬、設計和優化的工具，以及提供了分析三維復雜流動的工具。在復雜的情況下，測量往往是很困難的，甚至是不可能的，而計算流體力學則能方便的提供全部流場范圍的詳細信息。與試驗相比，計算流體力學具有對于參數沒有什么限制，費用少，流場無干擾的特點。出于計算流體力學如此的優點，我們選擇它來進行模擬計算。簡單來說，計算流體力學所扮演的角色是：通過直觀地顯示計算結果，對流動結構進行仔細的研究。
計算流體力學在數值研究大體上沿兩個方向發展，一個是在簡單的幾何外形下，通過數值方法來發現一些基本的物理規律和現象，或者發展更好的計算方法；另一個則為解決工程實際需要，直接通過數值模擬進行預測，為工程設計提供依據。理論的預測出自于數學模型的結果，而不是出自于一個實際的物理模型的結果。
展開 理論分析研究能夠表述參數影響形式，為數值計算和實驗研究提供了有效的指導；試驗是認識客觀現實的有效手段，驗證理論分析和數值計算的正確性；計算流體力學通過提供模擬真實流動的經濟手段補充理論及試驗的空缺。
更重要的是，計算流體力學提供了廉價的模擬、設計和優化的工具，以及提供了分析三維復雜流動的工具。在復雜的情況下，測量往往是很困難的，甚至是不可能的，而計算流體力學則能方便的提供全部流場范圍的詳細信息。與試驗相比，計算流體力學具有對于參數沒有什么限制，費用少，流場無干擾的特點。出于計算流體力學如此的優點，我們選擇它來進行模擬計算。簡單來說，計算流體力學所扮演的角色是：通過直觀地顯示計算結果，對流動結構進行仔細的研究。
計算流體力學在數值研究大體上沿兩個方向發展，一個是在簡單的幾何外形下，通過數值方法來發現一些基本的物理規律和現象，或者發展更好的計算方法；另一個則為解決工程實際需要，直接通過數值模擬進行預測，為工程設計提供依據。理論的預測出自于數學模型的結果，而不是出自于一個實際的物理模型的結果。計算流體力學是多領域較差的學科，涉及計算機科學、流體力學、偏微分方程的數學理論、計算幾何、數值分析等，這些學科的交叉融合，相互促進和支持，推動了學科的深入發展。
CFD方法是對流場的控制方程用計算數學的方法將其離散到一系列網格節點上求其離散的數值解的一種方法。控制所有流體流動的基本定律是：質量守恒定律、動量守恒定律和能量守恒定律。由它們分別導出連續性方程、動量方程（N-S方程）和能量方程。應用CFD方法進行平臺內部空氣流場模擬計算時，首先需要選擇或者建立過程的基本方程和理論模型，依據的基本原理是流體力學、熱力學、傳熱傳質等平衡或守恒定律。
展開 第四屆全國顆粒材料計算力學會議于2018年7月6-8日在廈門舉行，會議由中國力學學會計算力學專業委員會主辦，華僑大學脆性材料加工技術教育部工程研究中心、大連理工大學工業裝備結構分析國家重點實驗室承辦。華僑大學校長徐西鵬教授、大連理工大學李錫夔教授擔任大會主席。共有來自全國60多所高校、科研院所的近200名專家學者與會。
會議以“基礎與應用相融合，促進顆粒計算力學發展”為主題，聚焦基于顆粒的計算方法、軟件和工程應用的關鍵問題和難點問題，為國內外同行提供一個開放的交流平臺，通過對當前顆粒計算力學研究現狀和發展趨勢的交流，凝煉顆粒力學中新的研究方向，確定相應的關鍵力學問題，推動顆粒計算力學在基礎理論、數值方法和工程應用中的發展，促進顆粒力學與其它學科的交叉融合。大會邀請英國薩里大學鄔傳宇教授、香港科技大學趙吉東教授和上海交通大學王宇杰教授等10位知名學者作大會報告，16位學者作了邀請報告，另有80個分會場報告。經過專家推薦，共評選出6篇優秀學生論文予以獎勵，同時將向《力學學報》等科技期刊推薦若干論文發表。
會議期間，李錫夔教授主持召開了顆粒材料計算力學專業組會議，討論了專業組的發展和換屆事宜，并決定第五屆全國顆粒材料計算力學會議由武漢大學承辦，由周偉教授和楚錫華教授具體負責。
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[2]
“熱島效應” 圖源網絡
海南省《綠色建筑設計規程》文件，要求建筑群體布局長度超30米時，需設置通風過街樓，并應運用計算流體力學（CFD）手段對場地風環境進行模擬預測，完成模擬報告，據此完成規劃設計。[3]
可見，CAE風環境仿真技術可在設計階段精準預測建筑群風場分布，為規劃布局與結構安全提供科學依據。
原始文獻：《An elasto-viscoplastic formulation based on fast Fourier transforms for the prediction of micromechanical fields in polycrystalline materials》
DOI：10.1016/j.ijplas.2011.12.005
在計算微觀力學領域，如何高效預測多晶體內部的異質應力場量一直是核心難題
SUPG（Streamline Upwind/Petrov-Galerkin，流線迎風/Petrov-Galerkin）迎風格式是計算流體力學和有限元方法中一種經典的穩定化技術，專門用于解決對流主導問題中的數值振蕩問題。
該方法是79年到82年Brooks 和 Hughes提出并確立的，目前廣泛用于流體有限元求解中。
計算流體力學基礎課程-中文字幕24天前
立即加入，在計算流體力學中打下正確的基礎。
適合人群
機械、化學、航空航天、土木和能源工程學生。
希望從基本原理而非僅僅點擊軟件來學習CFD的初學者。
使用CFD工具并希望理解方程背后物理原理的專業人士。
ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202604/imgs/97f35da51cff460c9837456346db2a8f"></p><p class="ql-align-center"><strong>王凱 | Ansys主任研發工程師</strong></p><p>LS-PrePost軟件大連分公司技術主管，2008年碩士畢業于大連理工大學計算力學專業
計算流體力學（CFD）領域有一句話：“仿真上限看算法，下限看網格。”
仿真工程師的成長史，是一部與網格的相愛相殺史。整個仿真，最耗精力的往往不是對物理現象的思考，也不是對算法的優化，而是瑣碎重復的網格調整。
要理解網格為什么重要，先回到CFD的本質。
CFD可以看作一個“虛擬實驗室”，在計算機中復刻真實的物理世界。
布瑯軻鍶特自1981年成立以來，主要開發低阻力、高響應、高精度的流量控制產品，我們的MFC在設計之初就充分考慮了壓降問題，通過以下技術手段有效降低阻力損失：
優化流道結構
Bronkhorst采用CFD（計算流體力學）仿真技術對內部流道進行精細化設計，確保氣體流動路徑平滑、無死角，最大限度減少湍流和局部阻力。
Ansys計算流體力學（CFD）產品憑借經過廣泛驗證的求解器能力和高精度結果，正在幫助工程師在更短時間內完成復雜的設計驗證，實現性能與安全性的雙重提升。
ParaView中完成組分、溫度、速度及反應區域分析
- 理解XiFoam等燃燒求解器的算法與源碼結構
- 掌握基于B-Xi火焰傳播模型的預混燃燒建模方法
- 在OpenFOAM中配置層流火焰速度模型與火焰褶皺模型
- 理解湍流燃燒中的點火建模與火焰傳播規律
前置要求
- 掌握流體力學與傳熱學基礎知識
- 熟悉計算流體力學
過程中，工程師會使用結構、運動學、計算流體力學（CFD）和熱仿真軟件包，例如Ansys Mechanical結構有限元分析軟件，該軟件利用有限元分析（FEA）方法對機械設計的各個方面進行仿真。他們施加力、加速度、沖擊、振動和溫度變化等環境載荷，并計算裝配體的響應情況。
