【正文】 散方法。如何能正確分析和模擬受微結構影響的復合材料力學性能，一直是力學和材料學科領域的前沿課題之一，對現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。在顆粒增強復合材料中，異相材料的加入可以改善材料性能，但同時又導致了材料斷裂特性和疲勞特性的下降。 顆粒增強復合材料損傷演化 vcfem 模擬方法。高性能計算機是計算機中功能最強、運算速度最快、存儲容量最大的一類計算機，多用于國家高科技領域和尖端技術研究，是一個國家科研實力的體現(xiàn)，它對國家安全，經(jīng)濟和社會發(fā)展具有舉足輕重的意義。具有很強的計算和處理數(shù)據(jù)的能力，主要特點表現(xiàn)為高速度和大容量，配有多 種外部和外圍設備及豐富的、高功能的軟件系統(tǒng)。基本的網(wǎng)絡拓撲和組織可以使用一個簡單的總線拓撲，在性能很高的環(huán)境中，網(wǎng)狀網(wǎng)絡系統(tǒng)在主機之間提供較短的潛伏期，所以可改善總體網(wǎng)絡性能和傳輸速率。有許多類型的hpc系統(tǒng)，其范圍從標準計算機的大型 集群，到高度專用的硬件。 高性能計算與高性能計算機。計算機科學、計算數(shù)學和力學學科的發(fā)展推動了計算力學的發(fā)展，在新的世紀，計算力學將會在如下領域得到更大的發(fā)展。計算模型的建立、計算方法的構造和計算軟件的開發(fā)是計算 力學研究中的共性問題。目前，計算力學的主要研究方向集中在如何建立高效的、有足夠精度的計算手段上，特別是解決如何建立這些計算手段的共性問題。上述三種方法被稱為計算力學的三大支柱。有限元法建立了計算模型、離散方法、數(shù)值求解和計算機程序實現(xiàn)的統(tǒng)一方法，通過變分原理將原問題的泛函轉化成代數(shù)方程進行求解 。數(shù)值計算方法最早成員應為有限差分法有限差分法從數(shù)學的角度用差分代替微分，將力學中的微分方程轉化為代數(shù)方程，從而大大拓寬了力學學科的應用范圍 。計算力學是計算機科學、計算數(shù)學與力學學科相結合的產(chǎn)物。這種流場變化和流固耦合作用的復雜性及規(guī)律，目前主要依靠實驗研究獲得，而通過 dns 方法精 第 2 頁 共 25 頁 細刻畫這些過程則因為受計算量等的限制遇到很多困難，現(xiàn)有的大部分研究成果局限于中低 re 數(shù)情況，很難滿足實際工程需求。 viv 中結構與尾跡相互作用，是個非常復雜的問題。在一定流速下，旋渦脫落頻率接近結構固有頻率時，結構會發(fā)生共振造成破壞。 渦激振動（ vortexinducedvibration，簡稱 viv）是工程中常見的重要現(xiàn)象。海洋能是眾多可再生能源中的一種，其能量蘊藏豐富，形式多種多樣，如潮汐能、波浪能、海流能、溫差能等。 我們從海洋流發(fā)電 viv 驅動的水動力學問題說起。 第 1 頁 共 25 頁 學科前沿學習報告 土木工程學院工程力學 101 班 xx 學號： 2024110121xx 力學是人類認識自然的重要手段，當人類還不會說話的時候就已經(jīng)在應用力學了。這個世界小到分子大到宇宙都充斥著各種各樣的力，當今社會的尖端科技更是離不開力學。在傳統(tǒng)能源供應日趨緊張，地球環(huán)境日益惡化的今天，開發(fā)清潔無污染的可再生能源是大勢所趨。海洋波浪能是現(xiàn)今世界各國海洋能開發(fā)研究的熱點與重點，英國、挪威、日本、美國等都在進行波浪能發(fā)電裝置的試驗與示范工作。在來流作用下，結構的尾跡中旋渦以一定頻率交替脫落，產(chǎn) 生周期振蕩的升力，導致結構以一定的頻率和振幅振動。渦激共振的預報和抑制對工程結構穩(wěn)定和安全有重要意義。流動具有很強的非線性特征結構的運動使尾跡流動性態(tài)與非振動結構的尾跡大不相同。 計算 力學的發(fā)展與展望。隨著計算機軟硬件技術的快速發(fā)展，計算力學也得到了迅速發(fā)展，成為力學工作者和工程技術人員解決自然科學和工程實踐中力學問題的重要手段。有限元法的問世促進了計算力學的發(fā)展。20 世紀 70 年 代初出現(xiàn)了邊界元法，對于分析某些工程實際問題，邊界元法具有其突出的優(yōu)點。除此之外，計算力學還包含了其它一些重要分支，如加權殘數(shù)法、有限元線法，半解析半數(shù)值法等。在計算力學的發(fā)展過程中，從結構的離散化方法、單元列式、控制方程求解、計算結果自動處理到收斂理論都可以建立成為不依賴于結構類型和幾何形狀的統(tǒng)一方式。 第 3 頁 共 25 頁 計算力學的發(fā)展方向。 1 宏細微觀材料本構模型； 2 復雜運動系統(tǒng)的自動控制； 3 計算力學軟件系統(tǒng)的研究； 4 復雜系統(tǒng)的計算機仿真。 高性能計算概述，高性能計算（ hpc）指通常使用很多處理器（作為單個機器的一部分）或者某一集群中組織的幾臺計算機（作為單個計算資源操作）的計算系統(tǒng)和環(huán)境。大多數(shù)基于集群的 hpc 系統(tǒng)使用高性能網(wǎng)絡互連，比如那些來自infiniband 或 myri 的網(wǎng)絡互連。 高性能計算機指能夠執(zhí)行一般個人電腦無法處理的大資料量與高速運算的電腦，其基本組成組件與個人電腦的概念無太大差異，但規(guī)格與性能則強大許多，是一種超大型電子計算機?，F(xiàn)有的超級計算機運算速度大都可以達到每秒一兆（萬億，非百萬） 第 4 頁 共 25 頁 次以上。是國家科技發(fā)展水平和綜合國力的重要標志。 隨著科學和技術的發(fā)展，復合材料因其良好的力學特性，在航空、汽車、軍事、核能和電子等一些重要的工業(yè)領域得到了越來 越廣泛的應用。這正反兩方面作用的產(chǎn)生均依賴于夾雜、空洞以及裂紋等微結構的大小、形狀、材料特性以及它們的空間分布。 基于浸入邊界法的流固耦合理論及其工程應用。在數(shù)學方法上，它是采用歐拉變量去描述流體的動態(tài)，利用拉格朗日變量描述結構的運動邊界，用光滑 delta近似函數(shù)通過分布節(jié)點力和插值速度來表示流場和結構物的交 第 5 頁 共 25 頁 互作用。尤其對于動態(tài)邊界問題，它無需在每一時間步長上實時更新網(wǎng)格，詳見圖 1。盡管擁有巨大的發(fā)展前景，但目前浸入邊界法的應用尚未完全成熟。尋找最佳的時間離散法，解決時間步長的限制，提高浸入邊界法的計算精度，發(fā)展能解決高雷諾數(shù)和三維復雜流體問題的浸入邊界法，浸入邊界法與并行計算技術的結合，論證浸入邊界法的收斂性和穩(wěn)定性和判斷算法的誤差等仍是未來理論研究的主要方向。目前，浸入邊界法能解決的科研問題和工程問題還是相當少的。 浸入邊界法的研究方興未艾，隨著人們對浸入邊界法重視和了解的加深，其在非定常計算中不需產(chǎn)生貼體網(wǎng)格的巨大優(yōu)勢正在被發(fā)揮，在科研和工程應用具有廣闊的應用前景。巖體由結構面和結構體組成，其結構特性是巖體力學行為、變形和破壞形式的主要控制因素。自 20 世紀 70 年代以來，數(shù)值模擬方法作為一種科學有效而又快速簡便的分析方法，被逐步引人到交通、水工、采礦、建筑等地下工程的力學分析、穩(wěn)定性評價、方案比較等工作中。 人類社會發(fā)展和進步的歷史就是一部發(fā)明材料、制造材料和使用材料的歷史，正是形形色色的材料構成了豐富多彩的世間萬物，材料是人類用以制成用于生活和生產(chǎn)的物品、器件、構件、機器及其它產(chǎn)品的物質 ，是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎?，F(xiàn)代科學技術的發(fā)展，促使新材料的研究日益向微觀層次深入，材料的結構從宏觀到微觀、介觀，按研究