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航天器典型防护结构节点分离FEM的数值模拟
1
作者 张晓天 谌颖 +1 位作者 贾光辉 黄海 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期597-604,共8页
建立了一种航天器防护结构超高速碰撞数值模拟的节点分离有限元方法。通过重合节点网格转换和添加节点集约束建立了节点分离有限元模型。在显式积分迭代中,将达到断裂判据的节点集解离,从而生成裂纹。对网格畸变问题进行分析,并建立了... 建立了一种航天器防护结构超高速碰撞数值模拟的节点分离有限元方法。通过重合节点网格转换和添加节点集约束建立了节点分离有限元模型。在显式积分迭代中,将达到断裂判据的节点集解离,从而生成裂纹。对网格畸变问题进行分析,并建立了几何识别方法,进而删除畸变单元,改善了算法的稳定性。应用节点分离方法模拟了单层板超高速撞击问题,并分析了撞击速度对弹丸变形程度和碎片云形状的影响。应用节点分离方法对Whipple防护结构、填充式防护结构和多层网结构进行了模拟,获得了与实验一致的结果。多种算例表明,节点分离有限元方法改善了以往断裂侵蚀有限元方法处理网格畸变、碎片云模拟以及二次碎片云碰撞等方面的能力,对典型防护结构模拟具有很好的适用性,能够成为光滑粒子流体动力学(SPH)方法的有效补充和替代。 展开更多
关键词 空间碎片 超高速撞击 数值模拟 有限元 结构分析
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纤维织物FEM-SPH耦合单胞模型及超高速碰撞特性 被引量：5
2
作者 徐铧东 王玉林 +2 位作者 刘蕾 刘文翔 苗常青 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期3123-3132,共10页
目前,对纤维织物超高速碰撞过程中的变形、断裂、破碎等力学行为已有较广泛的研究,但对碰撞过程中纱线间接触问题的分析尚未见公开文献报道。考虑纱线间的相互作用,建立了纤维织物的FEM-SPH耦合单胞模型,该模型不仅能够进行纤维织物超... 目前,对纤维织物超高速碰撞过程中的变形、断裂、破碎等力学行为已有较广泛的研究,但对碰撞过程中纱线间接触问题的分析尚未见公开文献报道。考虑纱线间的相互作用,建立了纤维织物的FEM-SPH耦合单胞模型,该模型不仅能够进行纤维织物超高速碰撞过程中的穿孔断裂、破碎、碎片云扩展等损伤行为分析,还能够进行纱线间的接触作用过程分析。结果表明,该模型分析结果与试验结果具有较好的一致性。 展开更多
关键词 纤维织物 超高速碰撞 fem-SPH耦合算法 单胞模型 空间碎片
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邻近基坑同期施工相互影响分析
3
作者 陈帅 胡海波 +2 位作者 龚晓南 过锦 周佳锦 《地基处理》 2025年第2期171-176,共6页
基于实际工程背景,采用Plaxis 2D有限元软件建模,将数值结果与实测数据进行对比,验证了数值模型及所取参数的可靠性。以此为基本模型,进一步分析了先深后浅、先浅后深及同步开挖3种开挖顺序对围护结构变形的影响,同时分析了两基坑不同... 基于实际工程背景,采用Plaxis 2D有限元软件建模,将数值结果与实测数据进行对比,验证了数值模型及所取参数的可靠性。以此为基本模型,进一步分析了先深后浅、先浅后深及同步开挖3种开挖顺序对围护结构变形的影响,同时分析了两基坑不同间距以及坑间超载对围护结构变形的影响。主要结论有:(1)先浅后深的开挖顺序对于浅基坑是最不利的,而开挖顺序的变化对深基坑围护结构变形的影响较小;(2)当间距超过2.0HB(浅基坑的开挖深度)时,可认为两基坑的相互影响已经很小;(3)超载主要影响浅基坑的围护结构变形,对深基坑围护结构变形的影响较小。 展开更多
关键词 邻近基坑 同期施工 有限元 超载 基坑间距
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高分辨率空间相机的工程分析 被引量：22
4
作者 陈荣利 赵信民 +3 位作者 解永杰 马臻 樊学武 李英才 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期267-271,共5页
以大型结构设计软件SolidEdge建立了高分辨率空间相机的精确的几何模型,在此基础上用大型有限元分析软件MSC.Patran建立了相机的有限元模型,并利用MSC/Nastran对该相机整机进行了工程分析 其计算结果与试验结果相差 10%以内.
关键词 高分辨率空间相机 有限元法 工程分析
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钢管混凝土拱空间受力性能分析 被引量：11
5
作者 陈宝春 韦建刚 林嘉阳 《福州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期732-738,共7页
以钢管混凝土单肋模型拱和双肋模型拱为分析对象,以通用有限元程序为分析手段,对钢管混凝土拱空间受力进行了双重非线性分析.分析结果表明,采用该计算方法计算的结果能基本反映结构的受力性能,尤其是双肋拱.在空间荷载作用下,几何非线... 以钢管混凝土单肋模型拱和双肋模型拱为分析对象,以通用有限元程序为分析手段,对钢管混凝土拱空间受力进行了双重非线性分析.分析结果表明,采用该计算方法计算的结果能基本反映结构的受力性能,尤其是双肋拱.在空间荷载作用下,几何非线性影响在钢管混凝土拱空间受力行为中的影响上升;分枝点屈曲临界荷载几乎不随横向力的变化而变化,稳定极限承载力随横向力的增大而明显降低. 展开更多
关键词 钢管混凝土 肋拱 空间 有限元 稳定极限承载力 非线性
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钢管混凝土(单圆管)单肋拱空间受力试验研究 被引量：20
6
作者 陈宝春 韦建刚 林嘉阳 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期99-106,共8页
进行了钢管混凝土(单圆管)单肋拱空间受力全过程的试验研究。研究表明,在面内和面外荷载共同作用下,面内的受力性能对初始缺陷的敏感性要大于面外受力;面外变形是钢管混凝土单肋拱极限承载能力的主要控制因素;与面内受力相反,空间受力时... 进行了钢管混凝土(单圆管)单肋拱空间受力全过程的试验研究。研究表明,在面内和面外荷载共同作用下,面内的受力性能对初始缺陷的敏感性要大于面外受力;面外变形是钢管混凝土单肋拱极限承载能力的主要控制因素;与面内受力相反,空间受力时,几何非线性成为钢管混凝土拱的非线性性能与极限承载力的主要影响因素,材料非线性降为次要的影响因素。对应用通用程序进行钢管混凝土拱空间受力双重非线性有限元分析进行了探讨。 展开更多
关键词 钢管混凝土 肋拱 空间 试验 有限元
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矮塔斜拉桥索鞍受力分析 被引量：13
7
作者 蔡晓明 张立明 何欢 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期53-55,59,共4页
以山西大同十里河矮塔斜拉桥为研究对象,为了准确地校核该桥索鞍的实际受力状况,文章采用空间有限元方法进行计算分析,将实际索力按空间抛物面形式的面压力施加在各个对应孔道上,并分析了拉索孔道施工偏差对运营阶段塔的影响。分析结果... 以山西大同十里河矮塔斜拉桥为研究对象,为了准确地校核该桥索鞍的实际受力状况,文章采用空间有限元方法进行计算分析,将实际索力按空间抛物面形式的面压力施加在各个对应孔道上,并分析了拉索孔道施工偏差对运营阶段塔的影响。分析结果表明,该桥索鞍内必须设置钢套管否则混凝土会被压裂,同时施工时要严格控制孔道的光滑及对称性,否则塔会发生侧倾影响全桥的正常运营;孔道的最外侧是受拉应力最大的点,要适当加厚外缘的钢板厚度或在该区域做局部加强处理。 展开更多
关键词 矮塔斜拉桥 空间有限元法 索鞍 索力转化
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大型多纵梁矩形渡槽结构静力计算方法研究 被引量：22
8
作者 季日臣 陈尧隆 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期80-84,共5页
根据大型多纵梁矩形渡槽槽身结构及其受力特点,研究了其结构静力计算的方法,并对梁格法、三维实体单元有限元法和实用空间分析法进行了对比。作者提出的实用空间分析法,简单实用又便于配筋,计算结果的精度能满足工程设计的要求。结构设... 根据大型多纵梁矩形渡槽槽身结构及其受力特点,研究了其结构静力计算的方法,并对梁格法、三维实体单元有限元法和实用空间分析法进行了对比。作者提出的实用空间分析法,简单实用又便于配筋,计算结果的精度能满足工程设计的要求。结构设计时可采用作者提出的实用空间法计算内力并进行配筋设计,用三维实体有限元方法校核主要受力断面的应力状态。 展开更多
关键词 水工结构 结构计算 实用空间分析法 有限元 渡槽
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推进轴系改进设计对艇体声辐射特性影响的研究 被引量：2
9
作者 陆坡 赵耀 +1 位作者 李良伟 张赣波 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期37-45,共9页
以减小螺旋桨激励的艇体声辐射为研究目标,以降低经推力轴承传递至艇体的激励力的传递率为立足点,对推进轴系系统进行了三处改进设计。在校核和分析改进设计的可行性后,应用FEM/BEM在模态空间求解推进轴系改进设计前后螺旋桨激励力引起... 以减小螺旋桨激励的艇体声辐射为研究目标,以降低经推力轴承传递至艇体的激励力的传递率为立足点,对推进轴系系统进行了三处改进设计。在校核和分析改进设计的可行性后,应用FEM/BEM在模态空间求解推进轴系改进设计前后螺旋桨激励力引起的艇体辐射声场,研究表明,螺旋桨轴向激励力是艇体低频辐射声场的重要激励源。在推进轴系上加装轴向减振器和推力轴承隔振器,并改用单支撑自调心推力轴承,可有效衰减力传递率,进而使螺旋桨激励的艇体辐射噪声得到一定程度的控制。 展开更多
关键词 推进轴系 改进设计 模态空间 有限元 边界元法 声辐射
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金属板料渐进成形有限元仿真过程中复杂成形路径的构建方法 被引量：14
10
作者 李泷杲 高霖 韦红余 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期227-230,共4页
提出一种用于获得复杂空间运动轨迹的方法——虚拟靠模导向法。该方法借鉴了数控加工中COPY铣的思想,利用轨迹生成球在由零件派生出的虚拟靠模表面上的持续运动来模拟实际成形工具的运动过程,从而获得最终成形路径。基于该思想和简单的... 提出一种用于获得复杂空间运动轨迹的方法——虚拟靠模导向法。该方法借鉴了数控加工中COPY铣的思想,利用轨迹生成球在由零件派生出的虚拟靠模表面上的持续运动来模拟实际成形工具的运动过程,从而获得最终成形路径。基于该思想和简单的运动学原理,轨迹球与虚拟靠模有限元模型被构建起来。通过对计算过程进行分析,确定运用该法时适合的加载力、成形速度及计算精度的影响因素。因该法完全基于有限元模拟计算,故获得的成形路径可直接导入至后续的金属板料成形过程的模拟分析。该法已在有限元软件PAMSTAMP平台上得以实现,并主要用于金属板料渐进成形过程的有限元仿真。 展开更多
关键词 板料 有限元法 空间运动 渐进成形
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黄土连拱隧道两主洞开挖面合理间距研究 被引量：6
11
作者 刘元雪 蒋树屏 +4 位作者 蒋再文 聂承凯 帖智武 赵虎生 黄仰收 《现代隧道技术》 EI 北大核心 2006年第3期6-11,共6页
山区隧道由于受地形及展线限制,一些较短的隧道常常选用连拱结构型式。通过黄土连拱隧道的三维弹塑性数值模拟,分析了在左洞施工后,右洞施工对左洞的影响规律。对于本工程,黄土连拱隧道的两洞开挖面的合理距离为30 m。推广而言,对于黄... 山区隧道由于受地形及展线限制,一些较短的隧道常常选用连拱结构型式。通过黄土连拱隧道的三维弹塑性数值模拟,分析了在左洞施工后,右洞施工对左洞的影响规律。对于本工程,黄土连拱隧道的两洞开挖面的合理距离为30 m。推广而言,对于黄土连拱隧道,两洞的开挖距离应为单洞跨度的3倍。 展开更多
关键词 连拱隧道 合理间距 有限元 弹塑性
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直流电晕笼中的合成场强和离子电流的计算 被引量：18
12
作者 李秋玮 赵宇明 +2 位作者 惠建峰 关志成 王黎明 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期285-288,共4页
为了更好地解决高压直流输电线路中电磁环境问题,需要研究高压直流线路的电晕特性,而电晕笼是研究导线电晕特性的重要实验设备。因此,采用有限元法和通量管法分别求解了电晕笼内单极导线结构的电场和空间电荷密度,提出了电晕笼中导线表... 为了更好地解决高压直流输电线路中电磁环境问题,需要研究高压直流线路的电晕特性,而电晕笼是研究导线电晕特性的重要实验设备。因此,采用有限元法和通量管法分别求解了电晕笼内单极导线结构的电场和空间电荷密度,提出了电晕笼中导线表面空间电荷密度初值计算公式。计算中考虑了导线周围电离层的影响,并根据最小临界电离电场计算出一个电势作为新的边界条件。通过对比电晕笼内部的电晕电流、电场和离子电流密度分布的计算和测量数据,验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 电晕笼 导线电晕 有限元 空间电荷 合成场强 离子电流
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空间光学系统的热分析 被引量：10
13
作者 牛晓明 卢锷 赵鹏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1996年第6期54-60,共7页
利用有限元方法对空间光学系统在各种空间热环境下的传热学及热力学响应进行了模拟仿真，通过对温度梯度分布的分析，采取了相应的热控手段，使系统的温度响应明显减小。
关键词 有限元法 空间光学系统 热控
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层状岩层裂纹饱和现象的数值模拟研究 被引量：1
14
作者 常旭 张后全 +2 位作者 唐春安 张永彬 张娟霞 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第A01期5151-5156,共6页
层状岩层的裂纹饱和现象是地质界的一种普遍现象。基于有限元程序，分析了裂纹饱和现象的机理，从应力转化的角度解释了裂纹饱和现象；研究了单层材料厚度的变化对裂纹间距的影响；给出了层状材料达到饱和状态的全过程；并分析了裂纹的... 层状岩层的裂纹饱和现象是地质界的一种普遍现象。基于有限元程序，分析了裂纹饱和现象的机理，从应力转化的角度解释了裂纹饱和现象；研究了单层材料厚度的变化对裂纹间距的影响；给出了层状材料达到饱和状态的全过程；并分析了裂纹的产生、发展规律。 展开更多
关键词 数值模拟 裂纹饱和 层状岩层 裂纹间距 有限元
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轴承间距对水下结构振动与声辐射影响研究 被引量：1
15
作者 宁荣辉 翁雪涛 +1 位作者 朱石坚 李海峰 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2015年第4期815-818,822,共5页
轴系振动是水下结构振动声辐射的主要因素之一.为研究轴系轴承间距对水下结构振动声辐射的影响,建立了轴系的有限元模型,以及水下结构的流固耦合模型.利用有限元/边界元的方法,分析计算了水下结构的辐射声功率级、均方法向速度级和100m... 轴系振动是水下结构振动声辐射的主要因素之一.为研究轴系轴承间距对水下结构振动声辐射的影响,建立了轴系的有限元模型,以及水下结构的流固耦合模型.利用有限元/边界元的方法,分析计算了水下结构的辐射声功率级、均方法向速度级和100m场点处辐射声压级,以及结构声辐射效率.结果表明:轴承间距在一定范围内变化,水下结构的辐射声功率级、均方法向速度级和100m处辐射声压级的峰值频率也随之变化. 展开更多
关键词 间距 有限元/边界元 声辐射 声功率 辐射效率
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轻型空间CCD相机模态分析及结构建模方法研究 被引量：9
16
作者 孙纪文 傅丹鹰 +1 位作者 凌纬 姜兴渭 《航天返回与遥感》 2001年第4期46-51,共6页
文章以大型结构设计软件Pro/E、前后处理软件PATRAN及分析软件NASTRAN为基础 ,研究了轻型空间CCD相机的结构建模方法 ,建立了相机的超大规模有限元模型 ,并对该相机主要零部件及整机等多种状态进行模态分析 ,在验证该相机结构设计的合... 文章以大型结构设计软件Pro/E、前后处理软件PATRAN及分析软件NASTRAN为基础 ,研究了轻型空间CCD相机的结构建模方法 ,建立了相机的超大规模有限元模型 ,并对该相机主要零部件及整机等多种状态进行模态分析 ,在验证该相机结构设计的合理性的同时有效地改进了设计。 展开更多
关键词 轻型空间CCD相机 建模 有限元法 模态分析 结构设计软件
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求解定常势流正命题的全时-空变分有限元法 被引量：1
17
作者 陈池 陶毅 刘高联 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2004年第2期157-162,共6页
非定常流动变分原理的建立使得用有限元法来求解多工况点的设计问题成为可能。本文在刘高联的非定常变分理论的基础上,对定常变分问题进行时间相关有限元求解。但由于可压缩非定常位势流动的控制方程是双曲型的,简单地把时间当作同空间... 非定常流动变分原理的建立使得用有限元法来求解多工况点的设计问题成为可能。本文在刘高联的非定常变分理论的基础上,对定常变分问题进行时间相关有限元求解。但由于可压缩非定常位势流动的控制方程是双曲型的,简单地把时间当作同空间一样的物理维来求解是不可行的。而现有的时.空有限元法极其复杂,增加了计算复杂度,使其很难用于工程没计中。为此,文[2、3]提出了求解一维非定常问题的新型时-空有限元法。本文把该方法推广到二维流动,用它求解二维弯管内的流动和翼型绕流问题。计算结果与用定常方法求得的结果几乎重合,说明该方法可以用于多维时间相关求解。 展开更多
关键词 非定常 变分 时-空有限元 计算流体力学
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波谱单元法在空间桁架地震响应分析中的应用 被引量：1
18
作者 张俊兵 朱宏平 +1 位作者 王丹生 閤东东 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期245-251,共7页
针对传统波谱单元法(SEM)只能用于求解节点集中荷载作用下结构动力响应问题的不足,提出了一种通过计算地震等效波谱节点荷载求解桁架结构地震响应的方法。基于虚功原理,利用波谱形函数积分得到地震等效波谱节点荷载的显式表达式,通过修... 针对传统波谱单元法(SEM)只能用于求解节点集中荷载作用下结构动力响应问题的不足,提出了一种通过计算地震等效波谱节点荷载求解桁架结构地震响应的方法。基于虚功原理,利用波谱形函数积分得到地震等效波谱节点荷载的显式表达式,通过修改波谱单元法中单元刚度矩阵的波数,考虑了阻尼对结构动力特征的影响,采用数值拉普拉斯(Laplace)变换替换快速傅里叶(FFT)变换,回避了传统波谱单元法中FFT的周期性问题。利用地震荷载等效后的波谱节点荷载对三维空间桁架结构进行地震响应分析,结果表明,采用本文的方法能方便的计算桁架结构的地震等效波谱节点荷载,精确求解结构的地震响应,与传统有限元法(FEM)相比,大大减少计算单元数量,提高计算精度,且便于编程计算。 展开更多
关键词 波谱单元法 阻尼 波数 桁架 有限元 地震响应
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三峡水电站左岸厂房上部网架结构整体分析 被引量：5
19
作者 董石麟 李元齐 《空间结构》 CSCD 2000年第4期3-10,共8页
三峡水利枢纽是跨世纪的宏伟工程 ,其左岸主厂房内设有两台 1 2 0 0 T大桥机及两台 1 2 5T小桥机。屋盖结构采用正放四角锥网架。由于该网架结构支撑在下、下游墙体结构上 ,必须参与厂房结构的整体作用 ,且屋面荷载较大 ,因而与普通民... 三峡水利枢纽是跨世纪的宏伟工程 ,其左岸主厂房内设有两台 1 2 0 0 T大桥机及两台 1 2 5T小桥机。屋盖结构采用正放四角锥网架。由于该网架结构支撑在下、下游墙体结构上 ,必须参与厂房结构的整体作用 ,且屋面荷载较大 ,因而与普通民用工程中的网架结构在受力上有较大区别。鉴于三峡工程的重要性 ,必须对其受力性能作整体分析。本文系统介绍了该网架初步设计及整体有限元分析的情况 ,并就网架结构在与上、下游墙体的不同连接方式下的整体受力性能及经济性作了比较。同时 ,本文还针对网架结构分析了简化计算结果与整体分析结果的差别。结果表明 ,网架结构与上、下游墙体之间的相互作用非常明显 ,必须进行整体分析。最后 ,根据分析结果 ,得出一些有价值的结论 ,供同类工程参考。 展开更多
关键词 网架结构 受力性能 墙体结构 四角锥 屋面 屋盖结构 整体分析 左岸厂房 下游 三峡水电站
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基于流动坐标系的3维空间动力非线性有限元方法 被引量：10
20
作者 王涛 刘德贵 胡安杰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第16期14-23,37,共11页
为了考虑3维空间中柔性结构大幅振动的几何非线性振动效应,建立了基于流动坐标系(CR列式)的Newmark-β非线性有限元动力时程计算方法。在动力时程计算的每一个时间步中,考虑结构的几何非线性,考虑初始应力和重力的时变效应,通过平衡迭... 为了考虑3维空间中柔性结构大幅振动的几何非线性振动效应,建立了基于流动坐标系(CR列式)的Newmark-β非线性有限元动力时程计算方法。在动力时程计算的每一个时间步中,考虑结构的几何非线性,考虑初始应力和重力的时变效应,通过平衡迭代计算,得到有限元模型各个节点的位移、速度、加速度。开发了使用杆、梁单元的有限元计算程序,并提供了详细的计算方法与计算流程。设计了多个算例,计算得到了柔性结构在3维空间的非线性振动现象,依据非线性振动理论解释了现象的原理。通过算例与ANSYS的进行了对比,结果表明:算法与程序编制正确可靠,计算效率高,适用于柔性结构在3维空间中大幅度非线性振动的计算与研究。 展开更多
关键词 有限元方法 3维空间 流动坐标系 几何非线性 动力时程
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