用边界元法分析非均匀介质中的传输线

 从静电场边值问题的积分解出发,推导出用边界元法求解分区均匀介质填充传输线问题的矩阵表达式,给出传输线电容参数的计算公式,介绍用边界元法求解分区均匀介质填充传输线问题的基本原理和求解过程。对两类传输线的计算结果表明：用边界元法求解分区均匀介质填充传输线问题,不仅具有较高的计算精度,而且可以很方便地应用于各类复杂截面分区均匀介质填充传输线问题的工程设计与计算,边界元法是求解分区均匀介质填充传输线问题的一种有效方法。     

热应力边界元法中几乎超奇异积分的计算

通过分部积分变换将热弹性力学应力边界积分方程中的超奇异积分转化为强奇异积分,然后与另一个强奇异积分求和,得到仅含几乎强奇异的热应力自然边界积分方程.再对其中的几乎强奇异积分施以正则化,消除了热弹性力学边界元法中的几乎奇异积分,可以准确计算出热弹性力学问题中近边界内点的热应力.算例证明了方法的有效性.     

三维静电场线性插值边界元中的解析积分方法

提出求解三维静电场的三角形线性插值边界元解析积分方法.针对含1/R和1/R²的积分项,将单元形状函数分解为常数项、含x的线性项和含y的线性项,从而将边界单元积分简化为6个基本积分组合,并导出其解析计算公式,避免了因形状函数改变而导致的重复计算.该方法不仅可以准确计算远离奇异情况下的边界元积分,而且可以准确计算一阶和二阶接近奇异积分以及一阶奇异积分.计算结果表明,在接近奇异积分和奇异积分比较突出的问题中,当数值积分方法不能给出正确结果时,用同样的边界元网格,解析积分方法可以给出正确的结果,提高了三维静电场线性插值边界元法的计算精度.     

边界元奇异与近奇异数值积分方法及其应用于大规模声学问题

提出了综合处理Burton-Miller方法所导致的奇异积分与近奇异积分问题的数值求积方法,以此改进了基于常量元素的常规边界元和低频快速多极边界元方法。对于奇异积分问题,利用Hadamard有限积分方法进行解决;对于近奇异积分问题,则采用极坐标变换法和PART方法(Projection and Angular&;Radial Transformation)进行克服。与解析解和LMS Virtual.Lab商业软件的结果比较验证了方法的正确性,并对比分析了奇异积分与近奇异积分对计算精度的影响。采用低频快速多极子方法以加速常规边界元法的计算效率,计算分析了计算复杂度,并成功实现了34万自由度大规模问题的计算。结果表明,近奇异积分问题主要由超奇异核函数引起,对计算精度的影响不容忽略;快速多极边界元法的精度与常规边界元法一致,但计算复杂度要远低于后者。      

动力边界元法中的强奇异积分问题

本文讨论了动力边界元法中的奇异积分问题,对其中的强奇异积分提出了一个有效的计算方法.该方法从合非零初始态的边界积分方程出发,利用动力方程的特解间接地确定了主系数(即所谓强奇异积分),从而避免了直接计算强奇异积分的困难.根据该方法编制了计算程序,并给出了一个简单算例。     

弹性力学的重构核粒子边界无单元法

将重构核粒子法(RKPM)和边界积分方程方法结合，提出了一种新的边界积分方程无网格方法——重构核粒子边界无单元法(RKP-BEFM).对弹性力学问题，推导了其重构核粒子边界无单元法的公式，研究其数值积分方案，建立了重构核粒子边界无单元法离散化边界积分方程，并推导了重构核粒子边界无单元法的内点位移和应力积分公式.重构核粒子法形成的形函数具有重构核函数的光滑性，且能再现多项式在插值点的精确值，所以本方法具有更高的精度.最后给出了数值算例，验证了本方法的有效性和正确性. 关键词： 重构核粒子法 弹性力学 边界无单元法     

势问题的径向基函数——局部边界积分方程方法

将基于径向基函数构造的具有插值特性的近似函数和局部边界积分方程方法相结合，建立了求解势问题的径向基函数——局部边界积分方程方法，推导了相应离散方程.与其他边界积分方程的无网格方法相比，本文方法具有数值实现过程简单、计算量小、精度高的优点，并可直接施加边界条件.最后通过算例说明了该方法的有效性. 关键词： 径向基函数 无网格方法 局部边界积分方程 势问题     

导热问题的有限单元边界积分方程方法

一、引言 边界元计算方法是七十年代迅速发展起来的一种数值计算方法,其主要优点是:将求解区域微分方程的问题转化成求解边界积分方程的问题,因而一般都把物理问题降了一维求解,使该方法计算效率和求解精度都较高.但它用于时关问题和非线性问题时,积分方程中还含有物理量的区域积分项,该方法的优点几乎全部消失.另外,在边界积分方程离散后,代数方程的系数矩阵为满阵.如果边界单元划分很多,其效率不如具     

子波变换在声辐射和声散射数值解中的应用

通过将边界变量用于波展开,获得了求解二维及三维轴对称声辐射和声散射的边界积分方程的子波谱方法,既可求解Ｄｉｒｉｃｈｌｅｔ、Ｎｅｕｍａｎｎ问题,也可求解混合过值问题;它能处理任意边界条件的油对称体．用三维元方法解决了三维轴对称问题边界于波谱方法的奇异积分。给出了二维问题奇异积分的近似积分公式。给出了子波谱方法的系数计算方法,它与传统的边界元系数计算方法相似,易于计算机程序实现,能处理复杂的边界几何形状。该方法的优点是可以获得稀疏的系数矩阵。算例表明：该方法收敛较快,精度高。     

虚边界元法与强流电子枪的电子轨迹模拟

以位势问题为分析对象,从格林公式出发严格导出了虚边界元法的基本积分方程.并以虚边界元法基本积分方程为出发点,从理论上导出了虚边界元法对虚边界形状位置的基本要求.理论结果表明,虚边界元法本身是一种严格的方法,但在一定条件下,它是一种近似方法.基于虚边界元方法开发了一套适用于强流电子枪的电子轨迹模拟程序,并对强流电子枪进行了计算.对强流电子枪的计算表明,在同等条件下,取定最佳的虚实边界距离与边界单元数,虚边界元法较边界元法的精度要高.     

轴对称回转体瞬态温度场边界元分析

本文从三维瞬态势问题的边界积分方程及基本解出发,推导出轴对称势问题的边界积分方程及基本解,然后离散形成边界元方程,在此基础上对若干瞬态温度场数值例进行了分析计算,结果表明推导出的方法是可行的,并具有较高的精度和稳定性,能应用于工程中复杂的轴对称回转体的瞬态温度场分析。     

ON THE FALSE DEGENERACY OF THE HELMHOLTZ BOUNDARY INTEGRAL EQUATIONS

In this paper, the false degeneracy of the Helmholtz boundary integral equations is examined. A new theory to explain the false degeneracy of the Helmholtz boundary integral equations is given. In this proposed theory, a false degeneracy of the boundary integral equation is explained as finding a non-trivial source distribution such that it results in trivial field quantities inside the domain interested and non-trivial field quantities for its counter part, i.e., outside the domain interested. It is clearly explained that such a false degeneracy is independent of prescribed boundary conditions but dependent on the integral equation one selects. Moreover, the false degeneracy of the integral equation for the interested domain relates to the eigenproblem for its counter part. Under such a unified theory, the fictitious eigenvalue, spurious eigenvalue and pseudo-fictitious eigenvalue can be explained in a simple mathematical frame. It is concluded from our theoretical analysis that a multiply connected domain results in the pseudo-fictitious eigenvalue even the complex-valued formulations are used. In order to eliminate various kinds of false degeneracy, two methods are employed according to the previous research. A unified view of these two methods is provided such that they can be thought to be equivalent from mathematical point of view. Several numerical examples are given to show the validity of current approach.     

抛物方程基于自然边界归化的耦合法

将冯康和余德浩提出的自然边界归化方法^[1~4]应用于求解抛物方程初边值外区域问题,提出一种自然边界元与有限元耦合算法。先将控制方程对时间进行离散化,得到关于时间步长的离散化格式,给出圆外域上的自然积分方程,基于此研究抛物方程无界区域问题的自然边界元与有限元耦合法,最后给出相应的数值例子。     

分析半透明单晶生长传热过程的边界元方法

论文发展了一个能求解带相变运动界面非定常传热和非线性热物理特性问题的双倒易边界元方法。数值模拟了半透明单晶生长中热过程的一个例子。由于方法是纯边界积分方法,计算量与计算内存都大大减少。获得了单晶生长过程瞬态温度场分布和固液相界面形状时间推进的一些结果。     

边界衍射波理论公式的准确性数值分析

利用数值分析的方法分析了由边界波理论公式所得的圆形光阑衍射场的光强分布.通过对边界波理论公式所得的光强分布曲线,对几何照明区与阴影区的光强分布曲线与面衍射积分公式所得的光强分布曲线进行比较,分析了边界波理论公式对衍射场描述的准确性.     

高阶有限单元边界积分方法

本文在文献[1]的基础上,将高阶元引入边界积分方程方法,对导热问题的求解作了详细说明,给出了几个算例。并在精度上与线性元做了比较。     

边界元素法在集成电路CAD中的应用

本文采用边界元素法(BEM)计算任意多边形的二维电阻和复杂结构的二维电容。同一计算程序既能计算电阻又能计算电容,而只需作微小不同的后处理。对于边界元素法,由于仅需计算边界上的积分方程,其离散边界上的网格点数大大少于有限差分法及有限元素法所需的网格点数,使CPU执行时间显著减少,并简化了网格划分工作。此外,计算结果还指出边界元素法具有精度高和处理复杂边界能力强的优点。     

轴对称体声振耦合的边界子波谱与有限元耦合方法

探讨了子波在Helmholtz积分方程及声振耦合中的应用,在建立了求解轴对称Helmholtz积分方程的子波谱方法的基础上,构造了轴对称子波谱与轴对称有限元的耦合方法,该方法可以处理轴对称问题的任意边界条件.进行了声振耦合问题的模态分析.     

双倒易边界元拓展于模拟生物组织中热波传播问题

1前言双倒易边界元是一个新发展的纯边界积分数值方法＊，乞今在热波传播问题的应用尚未见到报导。对热波在工程材料中传播的反射和衰减特性已作过一些研究，但它们均局限在快速温度变化及极低温情形．生物组织热波传播问题的研究则尚未见到报导。我们曾用有限差分法考察过一维情况下热波在不同时刻下的演化情况，算例中波形存在锯齿这是由于有限差分误差所致．热波问题的数值模拟，需要对热波及其分解、叠加和反射能进行准确定位与精确捕获。在已发表的有限差分泡括采用了TVD高精度算法）数值解中报道了热波前沿存在严重的数值脉动。边界…     

一类新的边界激变现象:混沌的边界激变

混沌吸引子的激变是一类普遍现象.借助于广义胞映射图论(generalized cell mapping digraph)方法发现了嵌入在分形吸引域边界内的混沌鞍,这个混沌鞍由于碰撞混沌吸引子导致混沌吸引子完全突然消失,是一类新的边界激变现象,称为混沌的边界激变.可以证明混沌的边界激变是由于混沌吸引子与分形吸引域边界上的混沌鞍相碰撞产生的,在这种情况下,当系统参数通过激变临界值时,混沌吸引子连同它的吸引域突然消失,同时这个混沌鞍也突然增大 关键词： 广义胞映射 有向图 激变 混沌鞍