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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 203 毫秒
1.
薄板弯曲单元被广泛地应用到工程问题的有限元计算中.然而,由于协调的薄板弯曲位移型单元要求挠度和转角(即位移的函数值和导数值)都是连续的,导致很难直接构造协调的位移型薄板单元.在数学上,样条是满足一定协调性的分片光滑的多项式,有限元的形函数可以视为样条函数.本文基于三角形面积坐标和B网方法,利用三次样条Hermite插值基重构了两个协调的薄板弯曲单元.由于单元形函数是基于四边形构造的,避免了等参变换,可以有效地降低网格畸变对计算精度的影响.  相似文献   

2.
遗传算法求解约束非线性规划及Matlab实现   总被引:4,自引:0,他引:4  
倪金林 《大学数学》2005,21(1):91-95
对于约束非线性规划问题,传统的方法:可行方向法、惩罚函数法计算烦琐且精度不高.用新兴的遗传算法来解决约束非线性规划,核心是惩罚函数的构造.以前的惩罚函数遗传算法有的精度较低,有的过于复杂.本文在两个定义的基础上构造了新的惩罚函数,并在新的惩罚函数的基础上,提出了一种解决约束非线性最优化问题的方法.通过两个例子应用Matlab说明了这个算法的可行性.  相似文献   

3.
1引言众所周知,罚函数法在最优化理论与数值计算中占据着极其重要的位置,作为求解约束优化问题的一类重要方法,在上世纪五、六十年代曾经历一次发展高潮.近十几年来,伴随着对数障碍函数法在内点法中取得的成功,罚函数法的研究又呈现出一个小高潮[2,3,4].在罚函数方法里,精确惩罚函数法有着非常吸引人的性质,即,当罚参数大于某个有限门槛值时,仅通过求解单个无约束罚问题便可得到原问题的最优解,从而省去了一般罚函数法解系列无约束优化问题的工作量.  相似文献   

4.
提出了基于改进位移模式的二维有限元线法超收敛算法.利用单元内部需满足平衡方程的条件,推导了超收敛计算的解析公式的显式,即将高阶有限元线法解的位移模式用常规有限元线法解的位移模式表示.用常规有限元线法解的位移模式与高阶有限元线法解的位移模式之和构造新的位移模式,基于线性形函数,采用变分形式推导了有限元线法求解的修正的常微分方程组.该算法在前和后处理同时使用超收敛计算公式,在原有试函数的基础上,增加了高阶试函数.使得单元内平衡方程的残差减少,从而达到提高精度的目标.对于二维Poisson方程问题,给出了有代表性的算例,结点和单元内的位移、导数的收敛精度得到了极大的提高.  相似文献   

5.
Timoshenko梁单元超收敛结点应力的EEP法计算   总被引:6,自引:1,他引:5  
王枚  袁驷 《应用数学和力学》2004,25(11):1124-1134
将新近提出的单元能量投影(Element Energy Projection,简称EEP)法应用于Timoshenko梁单元的超收敛结点应力计算.根据单元投影定理具体推导了一般单元的计算公式,并对两个有代表性的单元给出了数值算例.分析和算例表明,EEP法对于解答是向量函数(即常微分方程组)的问题具有同样优良的表现,不仅能给出与结点位移精度同阶、同量级的超收敛结点应力,而且在位移出现了剪切闭锁的情况下仍能有效地克服应力的剪切闭锁.该研究为EEP法广泛应用于一般的一维常微分方程组问题的有限元解答的超收敛计算打下了良好的基础.  相似文献   

6.
利用无单元Galerkin法,对Caputo意义下的时间分数阶扩散波方程进行了数值求解和相应误差理论分析。首先用L1逼近公式离散该方程中的时间变量,将时间分数阶扩散波方程转化成与时间无关的整数阶微分方程;然后采用罚函数方法处理Dirichlet边界条件,并利用无单元Galerkin法离散整数阶微分方程;最后推导该方程无单元Galerkin法的误差估计公式。数值算例证明了该方法的精度和效果。  相似文献   

7.
提出了一种新的声椭球无限单元.这种声无限单元基于一种新的声压表达式,这种声压表达式能够更准确地代表着椭球声场的声传播模式.这种新方法的形函数类似于Burnett方法,而权函数定义为形函数和一个附加因子的乘积.因为仅需要一维的数值积分,这种新方法的代码生成十分容易,就像处理一维单元一样.耦合标准的有限元程序,这种声无限单元理论上能够高效地求解任何形状的声源的声辐射和声散射现象.简要地推导了这种新方法,并给出了这种方法详尽的推导结果.为更有效地检验该无限元方法的可行性,文中例子仅考虑无限元求解的精度,而不包括相应的有限元.使用这种新方法,精确地推导出了摆动球的理论计算公式.而长旋转椭球的例子则表明了这种方法优于边界元方法和其他声椭球无限元方法.这些例子表明了这种新方法是切实可行的.  相似文献   

8.
根据冲击接触计算模型所需满足的基本控制方程和非线性互补条件,应用非线性互补问题与约束优化的等价关系将非线性互补接触问题转变成一个非线性规划问题,系统地推导建立了冲击接触问题的一种双共轭投影梯度计算方法.增广Lagrange乘子法克服了罚函数要求减小迭代步长以达到计算稳定的限制,即使对于冲击接触问题亦可以采用较大迭代步长,在形成的与原互补问题等价的无约束规划模式下,应用双共轭投影梯度算法提高非线性搜索速度和计算效率.算法模型计算结果表明,所建立的双共轭投影梯度计算理论及方法是正确有效的.  相似文献   

9.
一、引言罚函数方法是数学规划求约束最优解的重要方法之一.自60年代 Zangwill 等人系统地研究罚函数理论以来,发展很快,文献很多.经典的罚函数理论,是通过添加罚函数项后,研究一系列无约束优化问题.并使惩罚参数趋于无限大来获得原规划的最优解.而精确罚函数理论是通过求解单个无约束优化问题来求原规划的最优解.  相似文献   

10.
通过区间值函数和实值函数的关系探讨了区间相关性导致的区间扩张的问题,给出了保证区间计算获得足够精度的计算方法;提出了基于单元的子区间摄动有限元计算方法,并给出了提高计算效率的一些方法和获得较好计算精度时的子区间数目的近似计算公式.结合工程实例,基于单元的子区间有限元方法和抗滑稳定性分析方法给出了稳定性的区间范围,为更合理地估计和评价结构的抗滑稳定性提供一定的依据.  相似文献   

11.
Composite penalty method of a low order anisotropic nonconforming quadrilateral finite element for the Stokes problem is presented. This method with a large penalty parameter can achieve the same accuracy as the stand method with a small penalty parameter and the convergence rate of this method is two times as that of the standard method under the condition of the same order penalty parameter. The superconvergence for velocity is established as well. The results of this paper are also valid to the most of the known nonconforming finite element methods.  相似文献   

12.
固体中短波传播的单位分解有限元法   总被引:1,自引:0,他引:1  
提出了固体中短波传播数值模拟的单位分解有限元法.有限元空间由形成单位分解的标准等参有限元形函数乘以定义为局部子空间基函数的特殊形函数构成.特殊形函数使试空间中包含了关于波动方程的已有知识,因而在单个单元内能近似地再现高度振荡性质.数值例题显示了所提出单位分解有限元在计算精度和效率上的良好性能.  相似文献   

13.
This paper presents a low order stabilized hybrid quadrilateral finite element method for ReissnerMindlin plates based on Hellinger-Reissner variational principle,which includes variables of displacements,shear stresses and bending moments.The approach uses continuous piecewise isoparametric bilinear interpolations for the approximations of the transverse displacement and rotation.The stabilization achieved by adding a stabilization term of least-squares to the original hybrid scheme,allows independent approximations of the stresses and moments.The stress approximation adopts a piecewise independent 4-parameter mode satisfying an accuracy-enhanced condition.The approximation of moments employs a piecewise-independent 5-parameter mode.This method can be viewed as a stabilized version of the hybrid finite element scheme proposed in [Carstensen C,Xie X,Yu G,et al.A priori and a posteriori analysis for a locking-free low order quadrilateral hybrid finite element for Reissner-Mindlin plates.Comput Methods Appl Mech Engrg,2011,200:1161-1175],where the approximations of stresses and moments are required to satisfy an equilibrium criterion.A priori error analysis shows that the method is uniform with respect to the plate thickness t.Numerical experiments confirm the theoretical results.  相似文献   

14.
应用三维EQ1rot元、三维Crouzeix-Raviart元、八节点等参数元、四面体线性元计算三维Poisson方程的近似特征值.计算结果表明:三维EQ1rot元和三维Crouzeix-Raviart元特征值下逼近准确特征值,八节点等参数元、四面体线性元特征值上逼近准确特征值,三维EQr1ot元和三维Crouzeix-Raviart元外推特征值下逼近准确特征值.计算结果还表明三维Crouzeix-Raviart元是一种计算效率较高的非协调元.  相似文献   

15.
We design and numerically validate a recovery based linear finite element method for solving the biharmonic equation.The main idea is to replace the gradient operator▽on linear finite element space by G(▽)in the weak formulation of the biharmonic equation,where G is the recovery operator which recovers the piecewise constant function into the linear finite element space.By operator G,Laplace operator△is replaced by▽·G(▽).Furthermore,the boundary condition on normal derivative▽u-n is treated by the boundary penalty method.The explicit matrix expression of the proposed method is also introduced.Numerical examples on the uniform and adaptive meshes are presented to illustrate the correctness and effectiveness of the proposed method.  相似文献   

16.
a special penalty method is presented to improve the accuracy of the standard penaltymethod (or solving Stokes equation with nonconforming finite element, It is shown that thismethod with a larger penalty parameter can achieve the same accuracy as the staodaxd methodwith a smaller penalty parameter. The convergence rate of the standard method is just hall order of this penalty method when using the same penalty parameter, while the extrapolationmethod proposed by Faik et al can not yield so high accuracy of convergence. At last, we alsoget the super-convergence estimates for total flux.  相似文献   

17.
最佳等参元     
张迪 《计算数学》1987,9(2):185-193
等参元及其参数变换的插值方法。是有限元分析的有力工具之一,在工程计算中,得到广泛的应用. 在有限元分析中,当采用等参元时,一旦单元的等参坐标变换的Jacobi矩阵发生奇异,就要中止计算,下机修改原有的单元剖分,直到所有单元的Jacobi矩阵均非奇异. [1]突破原等参元的规定,给出了八节点Serendipity等参元的修改公式;[2]也给出了类似的修改公式.上述均以数值例子说明新公式的优点.而[3—6]完整、系统地给出  相似文献   

18.
Coupling techniques are essential to combining different numerical methods together for the purpose of solving an elliptic boundary value problem. By means of nonconforming constraints, the combinations of various Lagrange finite element methods often cause reduced rates of convergence. In this article, we present a method using penalty plus hybrid technique to match different finite element methods such that the optimal convergence rates in the ‖ · ‖h and zero norms of errors of the solution can always be achieved. Also, such a coupling technique will lead to an optimal asymptotic condition number for the associated coefficient matrix. Moreover, this study can easily be extended for combining the finite difference method with the finite element method to also yield the optimal rate of convergence.  相似文献   

19.
1. IntroductionIn the numerical simulation of the Navier-Stokes equations one encounters three seriousdifficulties in the case of large Reynolds numbers f the treatment of the incomPressibility con-dition divu = 0, the treatment of the noIilinear terms and the large time integration. For thetreatment of the incoInPressibility condition, one use the penalty method in the case of finiteelemellts [1--2l and for the treatmen of the noulinar terms and the large tfor integration, oneuse the nonlin…  相似文献   

20.
We consider the finite element method for the time-dependent Stokes problem with the slip boundary condition in a smooth domain. To avoid a variational crime of numerical computation, a penalty method is introduced, which also facilitates the numerical implementation. For the continuous problem, the convergence of the penalty method is investigated. Then we study the fully discretized finite element approximations for the penalty method with the P1/P1-stabilization or P1b/P1 element. For the discretization of the penalty term, we propose reduced and non-reduced integration schemes, and obtain an error estimate for velocity and pressure. The theoretical results are verified by numerical experiments.  相似文献   

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