有限元法(FiniteElementMethod,FEM)是激光損傷測試過(guò)程中最常用的一種仿真分析方法,這種方法的求解思路是:將待求解的模型結構化為有限個(gè)通過(guò)節點(diǎn)相連的單元組合體,并使用節點(diǎn)插值函數來(lái)對完整模型的各個(gè)物理場(chǎng)函數進(jìn)行確定。 為了使所求的收斂解更精確,應將單個(gè)單元設置為盡量小的尺寸相應的模型分割也越精細。 有限元求解法的特點(diǎn)如下: 1)將待求解的模型劃分為互相連接的有限個(gè)單元; 2)利用最低能量定律和泛函數值原理,在單元與節點(diǎn)之間通過(guò)線(xiàn)性方程組進(jìn)行關(guān)聯(lián); 3)可將復雜的問(wèn)題簡(jiǎn)化,具有明確的計算步驟; 4)可將連續問(wèn)題進(jìn)行離散,但對計算計的輸出與內存要求較高; 5)同時(shí)適用于線(xiàn)性與非線(xiàn)性問(wèn)題。 利用有限元法對問(wèn)題的求解過(guò)程分為前處理、利用插值函數求解與后處理三個(gè)步驟。 前處理是用離散化的網(wǎng)格代替連續實(shí)體模型的過(guò)程,使其變成理想的有限元模型。前處理主要是對單元的劃分、材料的性質(zhì)、實(shí)體模型的確定、網(wǎng)格的設置、模型的局部調整和載荷施加任務(wù)的完成。 求解的過(guò)程如下:分析問(wèn)題類(lèi)型、設置結構參數、添加載荷分布和設定邊界條件以及求解方程的輸入,也是利用有限元法求解問(wèn)題中最重要的一步。后處理過(guò)程是求解后通過(guò)列表顯示、曲線(xiàn)圖顯示等方法直觀(guān)地反映所關(guān)注物理場(chǎng)和參數的分布情況。 光電材料被激光照射過(guò)程中,由于吸收作用能量會(huì )以熱能的形式在材料中進(jìn)行存儲,隨著(zhù)儲存的熱能不停地以熱傳導,熱對流和熱輻射的形式傳遞,在材料體內產(chǎn)生很明顯的溫度梯度變化,導致熱應力產(chǎn)生并對材料造成損傷。 若利用解析計算發(fā)法進(jìn)行求解,由于所關(guān)注的物理量數量巨大導致求解過(guò)程異常復雜,而利用有限差分法求解時(shí)又會(huì )受到結構上的限制,因此有限元法是解決復雜多物理場(chǎng)問(wèn)題時(shí)的最佳選擇。 |
|手機版|搜索|焦點(diǎn)光學(xué)|光電工程師社區 ( 鄂ICP備17021725號-1 鄂網(wǎng)安備42011102000821號 )
Copyright 2015 光電工程師社區 版權所有 All Rights Reserved.
申明:本站為非盈利性公益個(gè)人網(wǎng)站,已關(guān)閉注冊功能,本站所有內容均為網(wǎng)絡(luò )收集整理,不代表本站立場(chǎng)。如您對某些內容有質(zhì)疑或不快,請及時(shí)聯(lián)系我們處理!
© 2001-2022 光電工程師社區 網(wǎng)站備案號:鄂ICP備17021725號 網(wǎng)站公安備案號:鄂42011102000821號 Powered by Discuz! X3.2
GMT+8, 2024-7-19 03:57