对Taylor—Gelerkin有限元法的一点改进和它的应用

本文针对Ｔａｙｌｏｒ－Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元法的两个基本假设进行讨论。改进了原假设，仅以一个假设作为出发点。得到了广义的有限元离散公式。对具体流函数－涡量方程的求解进行了改进的Ｔａｙｌｏｒ－Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元分析。提出了组合式的求解方法，使求解过程更为合理。算例计算表明，该方法的效果是很好的。     

解偏微分方程的多步-小波-Galerkin方法

推广Lax-Wendroff多步方法,建立一类新的显式和隐式相结合的多步格式,并以此为基础提出了一类显隐多步-小波-Galerkin方法,可以用来求解依赖时间的偏微分方程.不同于Taylor-Galerkin方法,文中的方案在提高时间离散精度时不包含任何新的高阶导数.由于引入了隐式部分,与传统的多步方法相比该方案有更好的稳定性,适合于求解非线性偏微分方程,理论分析和数值例子都说明了方法的有效性.     

椅子放稳问题的质疑与改进

所有关于椅子放稳问题的论述,都是通过旋转椅子建立的数学模型,然后对模型进行求解.指出这种建模方法所存在的缺陷,即建立的模型与假设条件相矛盾,并提出改进的方法.     

一种新的变域传热问题的边界条件

回顾古典热传导方程建立的假设条件的基础上,分析了热层材料由于表面烧蚀而引起的传热区域内部的热漏现象.基于能量守恒原理,利用有限元分析法推导出变域热传导方程,并得到了热漏函数的表达式,提出了变域传热问题边界条件的改进形式.为了检验这种边界条件的合理性,利用Crank-Nicholson法对此数学模型进行空间和时间离散化,并进行了数值仿真求解.仿真结果证实,基于边界条件改进形式的数学模型使计算更方便,结果更符合实际,从而为工程应用提供理论分析的依据.同时,该数学模型也为研究动边界发汗冷却控制问题奠定了理论研究的基础.     

改进的预处理共轭斜量法及其在工程有限元分析中的应用

本文就预处理共轭斜量法(PCCG法)给出了两个具有理论和实际意义的定理,它们分别讨论了迭代解的定性性质和迭代矩阵的构造原则.作者提出了新的非M-矩阵的不完全LU分解技术和迭代矩阵的构造方法.用此改进的PCCG法,对病态问题和大型三维有限元问题进行了计算并与其他方法作了对比,分析了PCCG法在求解病态方程组时的反常现象.计算结果表明本文建议的方法是求解大型有限元方程组和病态方程组的一种十分有效的方法.     

粘性Cahn-Hilliard方程的时间双层网格混合有限元方法

主要针对在求解粘性Cahn-Hilliard方程时非线性项引起的时间耗时问题,提出了时间双层网格混合有限元方法.在空间上采用混合有限元方法进行离散,时间上采用Crank-Nicolson格式.首先在时间粗网格上,通过非线性牛顿迭代方法求解非线性混合有限元系统.其次基于初始迭代数值解和拉格朗日插值公式在时间细网格上求解线性混合有限元系统,然后证明了该方法的稳定性和误差估计,并通过数值算例对理论部分进行验证.结果表明,理论与数值算例相一致.     

一类三维逆时热传导问题的数值求解

该文考虑一类三维逆时热传导问题的数值解法.基于有限差分时间离散,并结合伽辽金(Galerkin)方法对空间进行有限元离散,导出刚度矩阵及载荷向量,对热传导问题进行数值求解.针对反问题,利用分离变量法建立T时刻温度场与初始温度场之间的对应关系,给出了反演公式,并在一定先验假设条件下证明了反问题的局部稳定性.为克服反问题求...     

一个求解不可微凸优化问题的Perry-Shanno无记忆拟牛顿型方法（英文）

结合Perry-Shanno无记忆拟牛顿法、改进的线搜索方案和Moreau-Yosida正则化技术,本文提出一个可实施的求解不可微凸优化问题的Perry-Shanno无记忆拟牛顿型方法.在合理的假设下,我们建立了方法的整体收敛性.初步的数值实验结果表明了该方法的有效性.     

基于时间有限元方法的旋转柔性叶片动力学响应分析

将时间有限元方法引入到柔性多体系统的数值计算中,研究了旋转柔性叶片系统的刚-柔耦合响应问题.首先,基于非线性梁理论,建立了旋转柔性叶片系统的中心刚体-柔性梁模型,构造柔性叶片系统考虑一次近似耦合的Lagrange函数;其次,采用假设模态方法对空间坐标进行离散,建立系统的时间有限元格式;最后,通过数值实验,分析了柔性叶片的动力学响应.该方法直接构造了系统的离散积分格式,并自动保证了该格式是保辛的,因而具有较高的数值精度和稳定性.数值结果表明:时间有限元可以有效地求解旋转柔性叶片系统内低频大范围运动与高频弹性振动之间的刚-柔耦合问题.     

四阶微分方程Hermite有限元的预处理共轭梯度法

对一类四阶微分方程两点边值问题的Hermite有限元方法进行了研究.首先讨论了该方程通常意义下的Galerkin有限元离散,考虑到有限元离散得到的线性方程组的对称正定性,文中采用了预处理最速下降法和共轭梯度方法求解线性方程组,通过选择不同的预处理器,使得求解该方程组的迭代次数有了很大的改观.     

半解析法及其误差估计

解析法是求解偏微分方程最古老的方法,在电子计算机出现以前,它是解微分方程最主要的方法.所有微分方程的经典教科书都讲述这一方法.电子计算机的出现,引起了数值计算方法的发展,解偏微分方程的直接数值方法——差分法和有限元法,渐渐取代了     

Numerical analysis of a PML model for time-dependent Maxwell’s equations

In this paper, we study a perfectly matched layer model for the three-dimensional time-dependent Maxwell’s equations. We develop both semi- and fully-discrete finite element methods for solving the truncated PML problem by Nedelec edge elements. Optimal convergence rates are proved for both semi- and fully-discrete schemes. To our knowledge, this is the first error analysis obtained for time domain finite element method for PML models.     

加罚Navier—Stokes方程的最佳非线性Galerkin算法

该文提出了求解二维加罚Navier-Stokes方程的最佳非线性Galerkin算法．这个算法在于在粗网格有限元空间上求解一非线性子问题，在细网格增量有限元空间Wh上求解一线性子问题．如果线性有限元被使用及，则该算法具有和有限元Galerkin算法同阶的收敛速度．然而该文提出的算法可以节省可观的计算时间．     

A Multilevel Correction Method for Steklov Eigenvalue Problem by Nonconforming Finite Element Methods

In this paper, a multilevel correction scheme is proposed to solve the Steklov eigenvalue problem by nonconforming finite element methods. With this new scheme, the accuracy of eigenpair approximations can be improved after each correction step which only needs to solve a source problem on finer finite element space and an Steklov eigenvalue problem on the coarsest finite element space. This correction scheme can increase the overall efficiency of solving eigenvalue problems by the nonconforming finite element method. Furthermore, as same as the direct eigenvalue solving by nonconforming finite element methods, this multilevel correction method can also produce the lower-bound approximations of the eigenvalues.     

二阶椭圆问题的一类广义有限元法

本文提出了求解二阶椭圆问题的一类广义有限元方法,分析了广义有限元方法的优越性,证明了二阶椭圆问题的广义有限元方法具有比标准的Galerkin有限元方法更高阶的收敛速度,根据插值算子的性质,进一步证明了有限元解的亏量迭代校正收敛到广义有限元解,并用数值例子说明广义有限元方法是有效的.     

弹性动力问题的有限元与特解边界元耦合的数值方法

导出了特解边界元法与有限元法的耦合方程。并应用自由度缩减技术,使耦合方程的自由度缩减到有限元域及其和边界元域的耦合边界上。这样得到的耦合方程不增加原有限元方程的带宽和阶数。耦合方程的求解可以引用求解有限元方程的所有方法,易于程序实现。数值算例结果表明,本文所提出的方法是正确的,是一种较为理想的耦合方法。     

An optimum finite element technique to calculate oxygen concentration in tumoured tissue

The aim of this paper is to find a suitable finite element method for solving a tissue problem in a semi-infinite strip with a singularity at the origin. The problem is modelled using Laplace's equation in an infinite strip, simplified to a semi-infinite strip. An analytic form of the solution is derived and this is used for comparing with the finite element solution obtained in the semi-infinite strip using novel infinite elements. Numerical results for various values of the parameters present in the solution are reported and an optimum solution is presented.     

一种迭代格式的有限元并行算法*

本文提出了一种求解有限元方程的迭代格式的并行算法.该方法在线性代数方程迭代解法的基础上,引进并行运算步骤;并且运用加权残数方法,通过选择适当的权函数,推导了该并行算法的有限元基本格式.该方法在西安交通大学BLXSI-6400并行计算机上程序实现.计算结果表明它能有效地提高运算速度,减少计算时间,是一种有效的求解大型结构有限元方程的并行算法.     

线性Poisson-Boltzmann方程的Mortar有限元方法的数值计算

本文对分子生物物理学中产生的线性Poisson-Boltzmann方程（PBE），给出了Mortar有限元方法的计算过程，数值计算例子表明，与一般的协调有限元方法相比，用Mortar元方法求解此类有间断系数的问题有非常有效的。     

板-梁组合构件的有限元解法及其误差估计

研究板-梁组合构件的变形和内力分布,是工程上比较关注的课题。目前工程上采用的一般方法,是分别对板及梁采用有限元方法作离散化处理,然后进行适当迭加,得到关于组合构件的有限元解法.这种处理方法,不仅存在有算法问题,更重要的是可靠性问题,也就是由此得到的有限元解是否收敛到真解?正是这一点,人们并不是清楚的。本文将就这个问题,对板-梁组合构件的有限元解法作一些系统的研究。