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面向非连续问题的工程计算平台的开题报告
开题报告
题目：面向非连续问题的工程计算平台
一、选题背景
计算机技术的不断发展，为工程设计与分析提供了强有力的工具。然而，现有的工程计算软件往往都是基于连续问题的数学模型进行建模和分析。而对于一些非连续问题，比如在建筑工程中，混凝土结构的裂缝、断裂问题等，以及在航空工程中，金属材料的裂纹问题等，这些传统的工程计算软件在处理这些问题上存在着限制。
为此，我们需要一个面向非连续问题的工程计算平台，可以对这些非连续问题进行建模和分析，如分析其破坏机理、预测其破坏形态、研究其力学特性和分析破坏的影响等。
二、研究内容
1.非连续问题的数学模型建立
根据非连续问题的物理现象，需要建立相应的数学模型。研究采用结构力学和材料力学等专业知识，在理论上阐述非连续问题的基本特征，并将其转换为数学形式。
2.基于数值方法的模拟与分析
针对非连续问题的特点，采用数值方法对模型进行求解，以求得非连续状态下的相应结果。同时对于一些具有特定物理特性的非连续问题，如水力压裂、金属材料的裂纹问题等，可以采用相应的数值模拟方法进行分析。
3.开发面向非连续问题的工程计算平台
根据前两步中建立的数学模型和数值计算方法，开发面向非连续问题的工程计算平台。平台主要包括以下功能：
（1）非连续问题建模功能：实现非连续问题的从物理现象转化到数学模型的建立。
（2）数值计算功能：通过数值方法求解模型，获得数值解以及图形化结果。
（3）结果分析功能：提供结果分析功能，如结果展示、建立模型、模拟计算等。
三、预期成果
1.完成非连续问题数学模型的建立
在前期的基础上，确认非连续问题的数学模型和数值计算方法。
2.完成受力分析、裂纹、水力压裂等方面的数值模拟和分析
通过在面向非连续问题的工程计算平台上的模拟与计算，分析非连续问题的物理机制、力学特性及其可能的破坏行为。
3.完成面向非连续问题的工程计算平台的开发
最终完成一个具有面向非连续问题计算的集成平台，提供功能可靠、使用方便、运行稳定的工程计算平台。
四、研究方法
1.基础理论研究和数值分析
通过阅读相关文献，研究非连续问题物理机制，熟悉数学模型和数值计算方法。
2.软件开发
采用VisualStudio等开发工具开发面向非连续问题的工程计算平台，实现相关模块的功能。
五、进度安排
本项目计划分为以下阶段进行：
1.方案设计和文献调研
主要确定研究重点，构建项目整体框架。
2.数学模型建立以及数值方法的分析与研究
主要确定在该项目中使用的数学模型和数值计算方法，并初步验证模型的可行性和准确度。
3.软件开发
按照上述要求进行软件开发，实现基本平台功能。
4.测试和应用
对软件进行测试和应用，提高软件的稳定性和可用性。
六、经费预算
本项目预算经费共计10万元。
七、参考文献
1.白富和.岩石物理力学基础[M].北京:科学出版社,2004.
2.魏涛.有限元方法在水力压裂工程中的应用[D].济南:山东理工大学,2013.