椭圆外区域上Helmholtz问题的耦合法

以椭圆外区域上Helmholtz方程为例,研究一种带有椭圆人工边界的自然边界元与有限元耦合法,给出了耦合变分问题的适定性及误差分析并给出数值例子.理论分析及数值结果表明,用方法求解椭圆外问题是十分有效的.为求解具有长条型内边界外Helmholtz问题提供了一种很好的数值方法.     

无穷凹角区域各向异性问题的自然边界元法

本文研究无穷凹角区域上一类各向异性问题的自然边界元法.利用自然边界归化原理,获得该问题的Poisson积分公式和自然积分方程,给出了自然积分方程的数值方法,以及逼近解的收敛性和误差估计,最后给出了数值例子,以示方法的可行性和有效性.     

椭圆外区域上Helmholtz问题的自然边界元法

本文研究椭圆外区域上Helmholtz方程边值问题的自然边界元法.利用自然边界归化原理,获得该问题的Poisson积分公式及自然积分方程,给出了自然积分方程的数值方法.由于计算的需要,我们详细地讨论了Mathieu函数的计算方法(当0相似文献   

各向异性抛物外问题的自然边界元法

研究一类各向异性抛物外问题的自然边界归化及其自然边界元方法.通过自然边界归化,获得了该问题的自然积分方程和Poisson积分公式,给出了自然积分方程的数值解法,并通过数值例子以示本文方法的可行性与有效性.     

发展方程初边值问题的高阶差分-边界积分方程法及误差分析

本文结合差分方法与边界积分方程方法,提出并研究了一类新的求解发展型方程初边值问题的高阶差分与边界积分方程耦合数值方法.对于有界区域问题与无界区域问题给出了数值计算格式及其误差的先验估计.     

散乱数据带自然边界条件二元样条光顺及数值微分

考虑一种新的散乱数据带自然边界二元样条光顺问题.根据样条变分理论和Hilbert空间样条函数方法,构造出了显式的二元带自然边界光顺样条解,其表达式简单且系数可以由系数矩阵对称正定的线性方程组确定.证明了解的存在和唯一性,讨论了收敛性和误差估计.并由此得到一种新的基于散乱数据上的正则化二元数值微分的方法.最后,给出了一些数值例子对方法进行了验证.     

无穷凹角区域各向异性问题的重叠型区域分解算法

本文以凹角椭圆外区域上调和问题的自然边界归化为基础,提出了求解无穷凹角区域各向异性问题的重叠型区域分解算法,并分析了算法的收敛性及收敛速度.最后给出了数值例子,以示方法的可行性和有效性.     

关于二维双曲型初边值问题的自然积分方程

本文将自然边界元方法应用于求解一类双曲型初边值问题。给出自然积分方程及Poisson积分公式,研究了自然积分算子的性质,并详细讨论了自然积分方程的数值解法,最后给出数值例子。     

无界区域抛物方程自然边界元方法

本文应用自然边界元方法求解无界区域抛物型初边值问题。首先将控制方程对时间进行离散化,得到关于时间步长离散化的椭圆型问题。通过Fourier展开,导出相应问题的自然积分方程和Poisson积分公式。研究了自然积分算子的性质,并讨论了自然积分方程的数值解法,最后给出数值例子。从而解决了抛物型问题的自然边界归化和自然边界元方法。     

插值型无单元Galerkin比例边界法与有限元法的耦合在压电材料断裂分析中的应用

插值型无单元Galerkin比例边界法是一种只需在边界上采用插值型无单元Galerkin法离散且无需基本解的半解析方法,能有效求解压电材料的断裂问题.为进一歩提高这种方法的适用性,该文提出了一种用于压电材料断裂分析的插值型无单元Galerkin比例边界法耦合有限元法(finite element method,FEM)的分析方法.裂纹周边一定范围的计算域采用插值型无单元Galerkin比例边界法离散,其余区域采用FEM离散.插值型无单元Galerkin比例边界法方程和FEM方程的耦合可利用界面两侧广义位移的连续条件方便地实现.最后,给出了两个数值算例验证了该文所提方法的有效性.     

一种改进边界元法在弹性扭转问题中的应用

本文用一种改进边界元法分析与计算了椭圆截面等直杆的扭转问题.并与边界元法的解进行比较,其结果极为符合.然而,改进边界元法较边界元法所需要的数据量少得多,计算时间也将大大减少了.因此,本文方法对求解Poisson方程问题是一种经济而行之有效的数值计算方法.     

The Factorization Method for an Open Arc

We consider the inverse scattering problem of determining the shape of a thin dielectric infinite cylinder having an open arc as cross section. Assuming that the electric field is polarized in the TM mode, this leads to a mixed boundary value problem for the Helmholtz equation defined in the exterior of an open arc in $R^2$. We suppose that the arc has mixed Dirichlet-impedance boundary condition, and try to recover the shape of the arc through the far field pattern by using the factorization method. However, we are not able to apply the basic theorem introduced by Kirsch to treat the far field operator $F$, and some auxiliary operators have to be considered. The theoretical validation of the factorization method to our problem is given in this paper, and some numerical results are presented to show the viability of our method.     

On a Variational Inequality Formulation of an Electrochemical Machining Moving Boundary Problem and its Approximation by the Finite Element Method

An electrochemical machining moving boundary problem is formulated,after a change of variable, as an elliptic variational inequality.The unknown anode surface may now be found by solving just oneelliptic free boundary problem. The variational inequality isapproximated by the finite element method and numerical resultsare presented.     

二维黏弹性力学问题的无网格自然单元法

基于无网格自然单元法,建立了求解二维黏弹性力学问题的一条新途径.基于弹性 黏弹性对应原理和Laplace(拉普拉斯)变换技术,首先将黏弹性问题转换成Laplace域内与弹性力学问题相同的形式,然后推导出基于自然单元法分析黏弹性问题的基本公式.作为一种新兴的无网格数值计算方法,自然单元法的实质是一种基于自然邻近插值的Galerkin(伽辽金)法.相对于其他无网格法,自然单元法的形函数具有插值性和支持域各向异性等特点.算例结果证明了所提分析方法的有效性.     

用于解析函数复分析的共轭边界元法

由2个共轭的实调和函数构建1个复解析函数,其复分析在应用数学和力学领域具有重要的作用.提出了一个加权残数方程组,证明了该方程组为2个共轭函数的域内控制方程、边界条件和边界上Cauchy Riemann(柯西-黎曼)条件的近似解,等效为复解析函数的逼近方程.在离散空间中,由该加权残数方程分别推导出2个位势问题的直接边界积分方程和1个表示Cauchy-Riemann条件的有限差分方程,随后解决了弱奇异线性方程组的求解难题,并提出用Cauchy积分公式求内点值的方法,从而建立了一种用于复分析的常单元共轭边界元法.最后,用3个算例证明了所提出方法适用于域内或域外的幂函数、指数函数或对数函数形式的解析函数,而且其误差与2维位势问题是同等量级的.     

The Coupling of Finite Element Method and Boundary Element Method for Two-Dimensional Helmholtz Equation in an Exterior Domain

This paper presents a new coupling of the finite element method and the boundary element method to solve the two-dimensional exterior Helmholtz problems by using the asymptotic radiation conditions in [1], in which the coupling relations are the same as C. Johnson and J. C. Nedelec's. The error estimates are derived and results of numerical calculation in comparison with analytic solution verify the theoretical estimates.