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C03 COPV mesh 与参数核对

已完成

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01

验收 / 总结 / 介绍

已完成同一详细构造的 h6/h4、P1/P2 与端口闭合对照。P2 节点位移峰值差 0.0352%、应变能差 0.00744%;全部实际场保留三维 BC/载荷开关。

02

问题 / review记录

研究核对完成,生产网格未放行:薄胶层和极区补强仍低于 SICN≥0.05;两个较粗建网尝试 PLC 相交失败并保留。P2 整体响应稳定不等于局部尖角峰值收敛。

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C03 / 第2周

COPV mesh 与参数核对

网格质量、网格细化与参数检查

阶段第2周
开始日期2026-10-26
截止日期2026-10-31
状态已完成
前置任务C02

预期交付物

网格质量、网格细化与参数检查

验收 / review要点

检查收敛、变形/应力及合理参考解或趋势

结果与交付链接

前置任务

C02

问题 / review记录

研究核对完成,生产网格未放行:薄胶层和极区补强仍低于 SICN≥0.05;两个较粗建网尝试 PLC 相交失败并保留。P2 整体响应稳定不等于局部尖角峰值收敛。

冻结工况与方法

沿用 C02 的 12 个承载材料区、1 MPa 内压、四组 ±55° 铺层与极区 ±25° 补强、理想粘结及下端 3–2–1 数值定位。六个密封/挡圈部件仍仅展示。没有整端固定、墙面或铰链。保持几何与材料不变,分别改变网格、位移阶次和端口等效力定义。

CPU 完成建网和 FFCx 组装;求解矩阵/向量为 seqaijcusparse / seqcuda。P2 采用精确嵌入 P1 转移和 CUDA P1 GAMG,最终小型 SVD 明确在 CPU。h4 P2 为 6,147,504 个独立自由度;不是 P1 中边点插值。新做 4 个 GPU 求解,复用 1 个 C02 冻结基线。

网格与阶次对照

算例真实自由度节点最大位移 mm应变能 N·mm真实相对残差GPU 主求解 s
h6_P1582,7050.3558847337438.4258981.018e-1028.008
h4_P1851,2770.3830109907782.9525791.030e-1014.369
h6_P24,142,9280.4092383878108.5542231.415e-1079.275
h4_P26,147,5040.4090941968107.9513201.622e-1092.127
h6_P1_discrete582,7050.3558673817438.2434891.006e-1011.803
P1 与 P2 的位移及能量网格敏感性

P1 h6→h4 的节点峰值变化 7.622%、能量变化 4.632%;同 h6 的 P1→P2 节点峰值变化 14.992%。P2 两级网格的整体响应稳定得多。两网格非嵌套且几何分片不同,不作 Richardson 阶次或真实误差认证。同网格 p 加密的柔度/能量增大趋势符合线性变分关系。

2048 个相同物理位置

固定种子、材料区分层、按单元体积抽取不重复内部质心;共 2048 个唯一位置。使用实际四面体包含判定及 P1/P2 形函数,不采用最近节点、外推或刚体配准。h4 有 1 点不满足包含/材料条件,保留 NaN;交叉网格指标使用其余 2047 点。采样差不是精确全域离散误差。

对照(分母为前者)共同定位位移向量 L2 差采样应力张量差应变能变化
h6_P1 → h4_P12047/20486.45526%24.13055%+4.63171%
h6_P1 → h6_P22048/204812.59666%24.92927%+9.00901%
h6_P2 → h4_P22047/20480.16599%1.09684%-0.00744%
h4_P1 → h4_P22047/20485.80402%16.95595%+4.17578%
h6_P1 → h6_P1_discrete2048/20480.01156%0.00215%-0.00245%

质量门槛与失败保留

网格TET10最小体 SICN最小面 SICNSICN<0.05 单元总 CAD 体积误差最大材料区体积误差
h6914,6138.88407e-050.001103118,7750.02782%1.08339%
h41,378,7730.001408040.00110316,5410.02495%0.99558%
分材料区 SICN 与全网格质量分布

两网格 Jacobian 均为正、单一连通体,公共六节点界面一致;总 CAD 体积误差低于 0.1%。但面/体 SICN 均有小于 0.05 的部分,材料区最大体积误差也仍需处理。这些算例仅作明确隔离的研究对照,不进入生产数据集。h9 与独立 h8 候选均发生 segment/facet PLC 相交,未送入有限元求解;失败记录不替换。

分材料原始积分点核对

材料区材料h6 最小 SICNh4 最小 SICNh4 低质单元h4 原始 GP 应力 RMS MPa
1 · 金属气密内衬aluminum0.001412270.0014080482737.41713
2 · 环氧粘接层 0.15 mmadhesive0.01658570.0317873742.44732
3 · 包覆铺层 1 / +55°carbon0.1055510.167547028.88996
4 · 包覆铺层 2 / -55°carbon0.1288560.200683029.91260
5 · 包覆铺层 3 / -55°carbon0.09364120.204017031.55363
6 · 包覆铺层 4 / +55°carbon0.105020.191912033.38247
7 · 上极区局部补强carbon8.88407e-050.00678977288733.20167
8 · 下极区局部补强carbon0.0001961170.00612092275333.06200
9 · 上端充装口 · 嵌入法兰与车削 bosstitanium0.1286470.17924406.35839
10 · 下端服务口 · 嵌入法兰与车削 bosstitanium0.06854980.1390706.45948
14 · 上端充装口 · 中空接口套 / 六角扳手位steel0.08618610.087742801.83503
18 · 下端服务口 · 中空接口套 / 六角扳手位steel0.09079640.086188501.49102
各材料铺层原始积分点应力张量 RMS

使用原始 degree-4 积分点及本构方向重建应力;逐材料区积分,不跨铺层/材料平均。重建的原单元 GP 均值和应变能已与求解器结果核对。查看器着色为原单元 GP 体积均值,显示平滑不代表精度提高;原始局部峰值未认证收敛。

端口载荷闭合

圆形端力继承 C02 的 pπr²:上端 326.851300 N、下端 213.824650 N。独立离散孔口对照使用真实多边形面积:上端 326.326505 N、下端 213.481332 N。约 0.181476 N 的轴向离散余量降到浮点积分精度;节点位移峰值改变仅约 0.00488%。此项与网格/阶次对照分开,不改写 C02 历史。

验收结论与下一步

C03 研究核对完成;P2 作为后续科研比较基线更合适。生产网格仍未放行,局部尖角峰值及强度不作认证。C04 量产前须先修复极区短边/薄胶层网格,保留材料区身份并重新检查原门槛。

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