固体的统一弹、粘、塑性理论

提出了一个弹、粘、塑性统一理论,可用以计算在任意受力过程下物体各点弹、粘、塑性的变化情况.理论的基础是热力学定律及虚弹性假设.文中导出本构关系以及有关的变分原理,由此容易推导空间-时间的有限元构式.值得指出,适当选取文中的物质常数,可以得出类似于当前习用的塑性本构关系.     

功率型变分原理和功能型拟变分原理及其应用

自从钱伟长建立了功率型变分原理以来,功率型变分原理和功能型变分原理在理论方面和应用方面有什么区别和联系,成为学术界关注的课题.应用变积方法,根据Jourdain原理和d’Alembert原理,建立了不可压缩黏性流体力学的功率型变分原理和功能型拟变分原理,推导了不可压缩黏性流体力学的功率型变分原理的驻值条件和功能型拟变分原理的拟驻值条件.研究了不可压缩黏性流体力学的功率型变分原理在有限元素法中的应用.研究表明,功率型变分原理与Jourdain原理相吻合,功能型变分原理与d’Alembert原理相吻合.功率型变分原理直接在状态空间中研究问题,不仅在建立变分原理的过程中可以省略在时域空间中的一些变换,而且给动力学问题有限元素法的数值建模带来方便.     

固体力学中的连续动态演化系统与Hamilton-Jacobi-Bellman方程

在许多固体力学所研究的前沿性领域中,如损伤力学、细观力学、粘塑性问题、蠕变问题等,其最突出的特点就是高度非线性、本构行为的时间相关性以及动态演化性.本文应用控制理论描述这一动态演化力学系统,并结合经典力学变分原理建立相应的用于固体力学的最优控制变分原理.首先,讨论它的连续形式,即相应的Hamilton-Jacobi-Bellman方程;然后,给出相应的数值解形式和算例.     

基于L-D流动法则模糊弹粘塑性的有限变形分析

为了进行岩土材料有限变形的动力分析,采用Green应变和第二类Kirchoff应力描述材料的几何非线性。将隶属度函数引入到屈服函数中,并采用L-D屈服准则,得到了基于L-D流动法则的模糊弹粘塑性本构模型。应用非线性有限元原理,得到了土样动三轴实验有限变形的数值结果,并与小变形的数值结果和土样的动三轴实验结果进行了对比。通过对比发现有限变形的结果更加接近动三轴的实验结果,且模糊弹粘塑性模型能很好地反映循环荷载作用下岩土的动力性质,是岩土动力分析的一种有效方法.     

弹性正交索网结构动力学的各类非传统Hamilton型变分原理

根据古典阴阳互补和现代对偶互补的基本思想,通过罗恩早已提出的一条简单而统一的新途径,系统地建立了正交索网结构几何非线性弹性动力学的各类非传统Hamilton型变分原理．这种新的非传统Hamilton型变分原理能反映这种动力学初值-边值问题的全部特征．文中首先给出正交索网结构几何非线性动力学的广义虚功原理的表式,然后从该式出发,不仅能得到正交索网结构几何非线性动力学的虚功原理,而且通过所给出的一系列广义Legendre变换,还能系统地成对导出正交索网结构几何非线性弹性动力学的5类变量、4类变量、3类变量和2类变量非传统Hamilton型变分原理的互补泛函、以及相空间非传统Hamilton型变分原理的泛函与1类变量非传统Hamilton型变分原理势能形式的泛函．同时,通过这条新途径还能清楚地阐明这些原理的内在联系．     

有限土层轴对称Biot固结的一个新的解析解

提出一个新的解析方法来研究有限土层的轴对称Biot固结.从轴对称Biot固结的控制方程出发,结合Laplace变换的微分性质,建立了Laplace和Hankel变换域内有限土层地基表面(z=0)和任意深度z处基本变量之间的关系.然后结合有限土层的边界条件,推导出Laplace和Hankel变换域内任意一点的解析解.通过进行Laplace逆变换和Hankel逆变换得到了物理域内的解.编制了计算程序,并对有限土层轴对称固结进行了数值分析.     

一类非线性Burgers方程组的基于Hopf-Cole变换的直接间断Galerkin有限元方法

<正>1引言Burgers方程可以作为描述许多物理现象的数学模型,如交通流、激波、扰流问题和连续的随机过程.它还可以用于检验数值方法的效率.由于其具有较广的实用范围,一些学者对其近似解进行了较多的研究.如Adomian分解方法、混合有限差分和边界元方法、样条有限元方法、精确显式有限差分方法、Douglas有限差分格式,直接变分方法和变分迭代方法被用于Burgers方程近似解的研究~([1-13]).Hopf-Cole变换~([14,15])是研究Burgers方程较好的分析工具,利用它可以获得Burgers方程一些精确解.近年来,人们意识到该变换也是一个很好的数值工具并利用其得到了一     

时刻变换风险模型中的Gerber-Shiu函数

本文讨论时刻变换的复合泊松风险模型中的Gerber-Shiu函数,首先给出了Gerber-Shiu函数满足的积微分方程,接着引入Laplace变换的对偶变换Elzaki变换,得到了Gerber-Shiu函数的Elzaki变换的具体形式,最后用一个数值例子验证了用Elzaki逆变换求Gerber-Shiu函数的方法并分析了时刻变换对破产概率的影响.     

Perzyna粘塑性模型的参变量变分原理*

Perzyna模型是粘塑性本构关系的主要形式之一,本文给出该模型的参变量变分原理,该原理将原问题化为求解带约束条件的泛函极值,其约束条件就是由粘塑性本构关系推导出的系统状态方程,所讨论的问题其塑性流动不受Drucker假定的限制,文中给出原理的证明,并研究弹塑性蠕变问题.     

粘塑性动力学问题的最优控制变分原理与有限元分析

本文运用最优控制变分理论,对Perzyna型粘塑性体,提出了粘塑性动力问题的参数变分原理,并给出了相应的动力有限元方程和参数二次解法.     

弹性理论中各种变分原理的分类

本文按弹性理论中各种变分原理的约束条件的不同,对所有变分原理进行分类.我们在前文中业已指出,应力应变关系这样的约束条件是不能用拉氏乘子法解除的.剩下的可能约束条件共有四种:(1)平衡方程,(2)应变位移关系,(3)边界外力已知的边界条件,和(4)边界位移已知的边界条件.弹性理论的各种变分原理中,有的只有一种约束条件,有的有两种或三种,最多只能有四种约束条件.这样一共可能有15种变分原理,但是每种变分原理既可以用应变能A表示,又可以用余能B表示.这样,我们一共应有30种形式完全不同的变分原理,我们全部列出了这三十种形式的变分原理.     

Some remarks on the Minty vector variational principle

In scalar optimization it is well known that a solution of a Minty variational inequality of differential type is a solution of the related optimization problem. This relation is known as “Minty variational principle.” In the vector case, the links between Minty variational inequalities and vector optimization problems were investigated in [F. Giannessi, On Minty variational principle, in: New Trends in Mathematical Programming, Kluwer Academic, Dordrecht, 1997, pp. 93-99] and subsequently in [X.M. Yang, X.Q. Yang, K.L. Teo, Some remarks on the Minty vector variational inequality, J. Optim. Theory Appl. 121 (2004) 193-201]. In these papers, in the particular case of a differentiable objective function f taking values in Rm and a Pareto ordering cone, it has been shown that the vector Minty variational principle holds for pseudoconvex functions. In this paper we extend such results to the case of an arbitrary ordering cone and a nondifferentiable objective function, distinguishing two different kinds of solutions of a vector optimization problem, namely ideal (or absolute) efficient points and weakly efficient points. Further, we point out that in the vector case, the Minty variational principle cannot be extended to quasiconvex functions.     

On patched variational principles with application to elliptic and mixed elliptic-hyperbolic problems

Summary Variational principles are important tools for the approximate solution of boundary-value problems. There are many types of variational principles, and each has its advantages and disadvantages. In this paper we show how to use a combination of variational principles, each for a given subregion of the underlying region of space, so as to best utilize the chief benefits of the individual principles. Such a patched principle is particularly useful in solving transonic flow problems, where we use different principles in the elliptic and hyperbolic regions. We present the results of some numerical experiments for the Tricomi problem. These seem to indicate that our patched principle, when used in conjunction with the finite element method, leads to accuracy which is second-order in the mesh spacing, as compared to the standard numerical methods of solving this problem, which are only first-order.     

凑合反推法和弹性理论中的多变量广义变分原理

详细介绍了如何应用凑合反推法(semi-inverse method)构造弹性理论中的两类独立变量的广义变分原理(包括熟知的Hellinger-Reissner变分原理,Hu-Washizu变分原理)及三类独立变量的广义变分原理(钱伟长广义变分原理) 。应用凑合反推法还可以清楚地看出各变量之间的约束关系,从而再一次证明了Hu-Washizu变分原理实际上是两类独立变量的广义变分原理。     

关于板的动力学的最小转换能量原理和最小值原理

本文首先通过Laplace变换导出了关于具有三个广义位移并考虑转动惯量效应时各向异性的线弹性板在动力学中的转换虚功原理和三个最小转换能量原理及其在原空间时间域中用原函数表示的对应形式,然后通过引进相容权函数的集合推导出关于空间时间域的三个最小值原理.在上述两组最小值原理中各有两个均为板在静力学中最小势能原理和最小余能原理的推广形式;而另一个最小值原理,在静力学中便没有对应形式.     

Fractional variational integrators for fractional Euler–Lagrange equations with holonomic constraints

In this paper, the fractional variational integrators developed by Wang and Xiao (2012) [28] are extended to the fractional Euler–Lagrange (E–L) equations with holonomic constraints. The corresponding fractional discrete E–L equations are derived, and their local convergence is discussed. Some fractional variational integrators are presented. The suggested methods are shown to be efficient by some numerical examples.     

Dynamics of the Hantavirus infection through variational iteration method

This paper studies the dynamics of the Hantavirus infection model, which was originally developed by Abramson and Kenkre [G. Abramson, V.M. Kenkre, Spatiotemporal patterns in the hantavirus infection, Phys. Rev. E 66 (2002) 011912], by using a simple analytical method called the variational iteration method or VIM. The results obtained by the variational iteration method are compared with the classical Runge–Kutta method (fourth-order) to gauge its effectiveness. Numerical values from these analyses provide us with some useful observation on the behaviour of the infection subjected to certain conditions.     

一种基于小波尺度函数变换的Laplace反演方法

该文基于Ｄａｕｂｅｃｈｉｅｓ小波尺度函数变换建立了关于Ｌａｐｌａｃｅ变换的一种反演数值方法．通过对小波尺度函数的低带通谱特性的定性与定量讨论,给出了这一反演方法所得原像函数的适用域．结果发现：其区域大小随着小波尺度函数的分辨指标（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｌｅｖｅｌ）选取的升高而增大．最后,以颤振曲线、具有指数增长的复函数、和一维振动弦的初边值问题等为例,定量给出了其反演方法的数值结果．通过与相应的原像精确结果对比发现：在反演的有效区域内,其数值反演的原像几乎与精确的原像图象重合．这表明这一Ｌａｐｌａｃｅ反演数值方法是有效和可靠的．