王福军
主要从事流体机械CAD/CAE相关的教学科研工作,研究方向为流体动力学与结构动力学。
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- 姓名:王福军
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学术头衔:
博士生导师
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学科领域:
水工结构
- 研究兴趣:主要从事流体机械CAD/CAE相关的教学科研工作,研究方向为流体动力学与结构动力学。
王福军,男,1964年6月生,河北丰润人,英国University of Wales Swansea博士后,清华大学博士,现任中国农业大学水利与土木工程学院院长、教授、博士生导师。主要从事流体机械CAD/CAE相关的教学科研工作,研究方向为流体动力学与结构动力学。在国内最早出版专著系统介绍采用C/C++语言进行AutoCAD二次开发。所主持完成的“水泵CAD软件”获得北京市科技进步奖,“灌溉工程CAD软件”获北京市水利局科技进步一等奖,所完成的大型混流泵产品达到世界领先水平,已被用于南水北调东线工程。在计算流体动力学方面,针对水泵与灌溉设备的流动特点,提出了控制湍流涡引起机组振动的新方法,出版有《计算流体动力学分析_CFD软件原理与应用》等著作;在结构动力学分析方面,提出了一系列改进的接触算法和有限元并行算法,多次在《International Journal for Numerical Methods in Engineering》等国际权威刊物上发表,相关成果得到了世界计算力学学术权威T. Belytschko教授的肯定。受英国皇家工程院院士、英国计算力学学会前主席D.R.J.Owen教授邀请,曾在英国专门从事EPSRC基金项目“有限元和离散元耦合算法的并行性分析”的研究。到目前为止,发表论文110余篇,SCI收录10篇,EI收录16篇,出版专著4部、译著1部,先后获得北京市优秀青年教师、宝钢基金优秀教师等荣誉称号。现兼任国家技术监督局泵标准化委员会委员、中国农业机械学会排灌机械学会理事、中国农业机械协会副理事长、中国流体工程学会理事、美国ASAE高级会员、全国高等农业院校水利土木类专业教材编审委员会副主任、《排灌机械》编委、中国农业大学学报编委会副主任等职。
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王福军, 刘善琨, 骆大章, 陈军
农业机械学报,1997,28(1):58~62,-0001,():
-1年11月30日
将计算机图象处理技术与流场计算的面元法和有限元法结合在一起,提出了一种具有工程实用价值的流场可视化分析手段,可用于在计算机屏幕上以图象方式模拟叶轮内部的流动状况,直观显示叶片表面任一点的速度与压力,为直接通过流动分析来判断泵的性能奠定了基础。
Pump,, Impeller,, Flow,, Photo process
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王福军
计算机辅助设计与图形学学报,1997,9(6):494~499,-0001,():
-1年11月30日
本文提出了在水泵CAD过程中动态调整流线展开线的思想和方法。该方法可使手工设计时广泛使用的保角变换叶片绘型方法在计算机上得以完整再现。这样,既发挥了计算机快速的特点,又可充分吸收设计者在手工设计时所积累的流线展开线调控经验,是一种有较强工程实用价值的CAD方法。文中给出了应用实例。
泵,, 叶片绘型,, 流线展开线,, 动态调控,, CAD
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王福军
,-0001,():
-1年11月30日
针对离心泵叶轮叶片数较少的特点,将有限叶片数带来的滑移的影响引入S2流面反问题计算过程之中,提出了用滑移率修正在假定流动轴对称条件下确定的叶片安放角的做法。从而使S2流面反问题计算方法更接近于实际情况。文中给出了计算实例,并与现有的S2流面反问题计算结果进行了对比。
离心泵,, 叶轮叶片,, 滑移,, S2流面,, 反问题计算
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王福军, 程建钢, 姚振汉
清华大学学报(自然科学版),2002,42(4):431~433,-0001,():
-1年11月30日
对同时具有几何非线性、材料非线性和边界条件非线性的结构动力分析问题的并行性进行了讨论。提出了能有效用于该问题并行计算的双重区域分解法,重新规划了各处理机与宿主机间的任务分配。采用了数据整体传送技术,不需要处理子域交界面上的“影响单元”,减少了算法的复杂度,降低了通信开销。对323045阶自由度、62500时间步的大规模冲击接触问题进行了并行计算,在网络机群环境下采用8个处理机并行计算时的并行效率为84.6%。结果表明,该并行算法对大规模非线性问题的并行计算非常有效。
有限元法, 非线性, 显式积分, 并行计算
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【期刊论文】基于Hermite曲线的水泵叶片曲面动态调控方法
王福军
机械工程学报,1997,33(5):88~92,-0001,():
-1年11月30日
采用Hermite参数曲线构造水泵叶型的流线展开线,借助自由曲面造型技术 提出了在屏幕上动态调控叶片曲面的方法。此方法直观而灵活,非常适合于CAD系统,不仅能如实地在计算机上再现手工设计中广泛使用的方格网保角变换法叶片绘型过程,而且可直接得到叶片的三维曲面造型结果。
泵, 叶片曲面, 动态调控, Hermite曲线, CAD
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【期刊论文】PARALLEL ANALYSIS OF COMBINED FINITE/DISCRETE ELEMENT SYSTEMS ON PC CLUSTER*
王福军, WANG Fujian, † Y.T. FENG, D.R.J. OWEN, ZHANG Jing, LIU Yang
ACTA MECHANICA SINICA, Vol. 20, No.5, October 2004,-0001,():
-1年11月30日
A computational strategy is presented for the nonlinear dynamicanalysis of largescale combined finite/discrete element systems on a PC cluster. N this strategy, a dual-level domain decomposition scheme is adopted to implement the dynmaic domain decomposition. The domain dccomposition approach pcrfcctly matches the requirement of reducing the memory sizeper proccssor of the calculation. To treat the contact between boundary elements in neighbouring subdomains, the elements in a subdomain are classified into internal, interfacial and exteranl elements. In this way, all the contact detect algorithms developed for a sequential computation could be adopted directly in the prarllel computation. Numerical examples show that this implementation is suitable for simulating large-scale problems. Two typical numerical examples are given to demonstrate the parellel efficiency and scalability on a PC cluster.
parallel computation,, finite element,, discrete element,, PC cluster
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王福军, F. Wang, Y.T. Feng and D.R.J. Owen
Engineering Computations, Vol. 20 No. 8,2003 pp. 1065-1084,-0001,():
-1年11月30日
In this paper, some issues related to effective parallel implementation of the combined finite-discrete element approach on PC clusters are discussed. Attention is focused on the interprocessor communications. Three communication schemes suitable for different problems are presented. The worker-to-manager scheme is easy to implement. The neighbour-toneighbour scheme is sophisticated for programming, and requires extra memory space, but has good overall performance for larger problems. The mixed worker-manager scheme can balance the difficulty in programming and the overall communication performance. The effects of subdomain buffer zone on communications are also demonstrated by numerical examples.
Finite element, Discrete element, Parallel computation, Domain decomposition, Interprocessor communication, PC cluster
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【期刊论文】FFS contact searching algorithm for dynamic/nite element analysis
王福军, Fujun Wang, Jiangang Cheng and Zhenhan Yao*, †
INTERNATIONAL JOURNAL FOR NUMERICAL METHODS IN ENGINEERING Int. J. Numer. Meth. Engng 2001; 52: 655-672,-0001,():
-1年11月30日
A new contact searching algorithm for general contact systems is proposed in this paper. Due to that the smooth and accurate geometry description is crucial to the contact stress analysis, we have worked out a free-formed-surface (FFS) algorithm specialized to model the contacting surface with the C1 boundary continuity and the exact boundary condition de/nition. Moreover, the geometrical description using the FFS produces those data required for determining the actual contact direction and calculating the exact contact penetration. Numerical simulation results demonstrate that our contact searching algorithm is robust and capable to simulate three-dimensional contact problems accurately.
contact search, /, nite element method, dynamic explicit, FFS algorithm
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王福军, 王文娥, 赵凤娇, 吕智君, 魏海倪
,-0001,():
-1年11月30日
准确预测和分析水流从水源到作物的全过程,对建立高效节水农业有着极其重要的影响。最近发展的CFD技术可以实现任意复杂区域内、任何尺度上三维水流的速度、压力和水力损失的精确计算,它代表了未来水利数字化的重要发展方向之一。本文将最新发展的CFD技术引入节水农业,目的是实现将水从水源到被作物吸收的全过程的数字化,从而准确地掌握水在渠系或管道中的流动状况,确定灌水器的流量水头关系,计算喷嘴所喷洒出的液体的运动轨迹,计算化学药液的混合效果,计算植物叶片上水滴的消散过程,计算水在渗入地下的运移过程等。文中对CFD技术在未来数字节水农业中的应用前景作了展望。
CFD, 节水农业, 数字化
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【期刊论文】A CONTACT SWEARCHING ALGORITHM FOR CONTACT-IMPACT PROBLEMS*
王福军, Wang Fujian, Cheng Jiangang, Yao Zhenhan
ACTA MECHANICA SINICA (English Series), Vol.16, No.4, November 2000,-0001,():
-1年11月30日
A new contact searching algorithm for contact-impact systems is proposed in this paper. In terms of the cell structure and the linked-list, this algorithm solves the problem of sorting and searching contacts in three dimensions by transforming it to a retereving process from two one-dimensional arrays, and binary searching is no longer required. Using this algorithm, the cost of contact searching is reduced to the order of O(N) instead of O (Nlog2N)for traditional ones, where N is the node number in the system. Moreover, this algorithm can handle contact systems with arbitrary mesh layouts. Due to the simplicity of this algorithm it can be easily implemented in a dynamic explicit finite element program. Our numerical experimental result shows that this algorithm is reliable and effcient for contact searching of three dimensional systems.
contact impact,, contact search,, finite element method
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