损伤弹性薄板的弯曲

通过损伤弹性薄板的变分方法,推导了损伤弹性薄板弯曲的运动控制方程．选取满足边界条件的挠度函数,采用Ritz法和 Galerkin法,将原问题转化为线性方程组的求解．通过算例分析,得到y=b/2处挠度和损伤随x的变化曲线,结果表明损伤薄板中任一点的位移总是大于无损薄板中的位移．     

二阶非自伴两点边值问题Galerkin有限元后处理超收敛解答计算的EEP法

将一维Ritz有限元法超收敛计算的EEP(单元能量投影)法推广到二阶非自伴常微分方程两点边值问题Galerkin有限元法的超收敛计算。在对精确单元的研究中,发现与Ritz有限元法不同,只要检验函数采用伴随算子方程的解,无论试函数取何形式,在结点处都可得到精确的解函数值。对近似单元的研究表明,EEP法同样适用于Galerkin有限元法,不仅保留了简便易行、行之有效、效果显著的特点,同时也保留了EEP法的特有优点,如:任一点的导数和解函数的误差与结点值的误差具有相同的收敛阶。     

具有广义力场损伤粘弹性梁-柱的广义变分原理及应用

本文从考虑损伤的粘弹性材料的卷积型本构关系出发,建立了在小变形下损伤粘弹性梁-柱的控制方程。提出了以卷积形式表示的梁-柱弯曲问题的泛函,并给出了损伤粘弹性梁-柱的广义变分原理。应用这个广义变分原理,可分别给出梁-柱位移和损伤满足的基本方程,以及相应的初始条件和边界条件。应用Galerkin截断和非线性动力学的数值分析方法,分析了两端简支损伤粘弹性梁柱的动力学行为,给出了不同的材料参数对系统响应的影响。     

分析力学初值问题的一种变分原理形式

明确了分析力学初值问题的控制方程，按照广义力和广义位移之间的对应关系，将 各控制方程卷乘上相应的虚量，代数相加，进而在 原空间中建立了分析力学初值问题的一种变分原理形式，即建立了分析力学初值问题的卷积 型变分原理和卷积型广义变分原理. 推导了分析力学初值问题卷积型变分原理和卷积型广义 变分原理的驻值条件. 在建立分析力学初值问题的一种变分原理形式的同时, 将变积方法推广为卷变积方法.     

关于厚梁高阶理论非协调杂交元的矩阵方程及其解的算式

本文用二类变量广义变分原理以及应力和位移关于梁的厚度坐标的勒让德多项式的级数形式,推导了适用于厚梁高阶理论非协调杂交元的矩阵方程及其解的算式。     

变分学直接法的若干进展(Ⅰ)

本世纪数学物理领域中具有重大意义的事件之一是所谓直接方法的引入和发展.Rayleigh和Ritz首先把这些方法应用于或许有极值但至少有驻值的变分问题,Galerkin又把它们推广应用到甚至没有驻值而仅含有虚功原理意义上的变分问题。本文将阐明,在直接法的发展过程中,怎样解决坐标函数的适当选择问题,以及怎样解决变分泛函无极值无驻值情况下直接方法的收敛性证明问题.由于直接法的应用在很大程度上依赖于最好至少存在具有驻值性质的基本泛函,所以本文将阐明这些泛函是怎样通过从通常的能量空间转换到包含伴随问题或算子变分而不是函数变分的更抽象的空间来获得。本文还考虑了直接法在初值问题中的应用,考虑了为避免麻烦的边界条件而对Galcrkin方程加以修正的问题.总之,本文指出最近的研究如何使直接法变得远比本世纪初刚刚被引入数学物理领域时普遍得多和应用广泛得多.      

基于弹性地基梁计算的Daubechies条件小波Ritz法研究

在现有的Daubechies小波Ritz法中,为方便边界条件的引入,借助于位移转换矩阵将Daubechies小波待定系数转换为节点位移。但该方法会降低计算精度,并且计算结果是多个离散的单点位移,不利于进一步解得弯矩、剪力、荷载集度。为寻求更为高效精确的弹性地基梁计算方法,对现有的Daubechies小波Ritz法进行改进,以避免位移转换矩阵的出现,从而提高了计算精度。结合广义变分原理,采用Lagrange乘子法,将边界条件作为附加条件引入自然变分条件下的泛函表达式,构造新的修正泛函。以该修正泛函的驻值条件建立求解矩阵方程组,进而解得未知场函数。此法称为Daubechies条件小波Ritz法。该法计算结果直接是小波基函数待定系数,单元内部任意点的位移均可通过小波基函数得到,也可进一步解得弯矩、剪力、荷载集度,因此比原有方法更为有效。最后,采用受均布荷载的两端铰支弹性地基梁算例,将Daubechies条件小波Ritz法计算结果与基于弹性地基梁理论的解析解进行比较,挠度值（保留小数点后6位小数）与解析解完全一致,弯矩值的相对误差为0.03%,说明Daubechies条件小波Ritz法具有较高计算精度。     

线弹性力学广义变分原理的构造函数理论

本文从构造函数理论来讨论广义变分原理,得到了构造函数与广义变分原理之间的对应关系,以及单值构造函数的一般解.     

弹性扁壳的广义变分原理及扁壳理论的某些问题

本文导出了一个以应力函数及挠度为变量函数的弹性扁壳的广义变分原理。在这个变分原理中,扁壳全部基本方程都是Euler方程,全部边界条件都是自然边界条件。 应用这个变分原理,我們討論了以下問題: 1.用应力函数及挠度表示几何边界条件的問題; 2.多連通扁壳的位移单位条件問題。 文内还导出了大挠度情形的广义变分原理。     

一类基于Hamilton体系的半解析法

利用偏微分方程在Hamilton体系中的表示和二类变量变分原理,结合有限元法,提出一类基于Hamilton体系的半解析法。本文以二阶非齐次椭圆型方程为例,给出了这类半解析法中的一种的有限元列式和算例,与解析解、Ritz法、有限条法和有限元法的结果比较表明,此法具有较高的精度,还可求解其它其些偏微分方程,有一定的普遍意义。     

非线性Schrdinger方程的保辛数值求解

首先将非线性Schrdinger方程化为Hamilton正则方程形式,而后建立Hamilton体系下的变分原理。再用有限元法离散空间坐标,同时对时间坐标进行精细积分,最后运用混合能变分原理,提出非线性Schrdinger方程保辛数值解法。这种解法在保辛的同时,可以让能量和质量在积分格点上亦全部达到守恒。数值算例验证了该方法的有效性。     

基于Hamilton体系的弹性力学问题的比例边界有限元方法

比例边界有限元方法是求解偏微分方程的一种半解析半数值解法。对于弹性力学问题,可采用基于力学相似性、基于比例坐标相似变换的加权余量法和虚功原理得到以位移为未知量的系统控制方程,属于Lagrange体系。但在求解时,又引入了表面力为未知量,控制方程属于Hamilton体系。因而,本文提出在比例边界有限元离散方法的基础上,利...     

弹性力学混合状态方程的弱形式及其边值问题

导出了弹性力学混合状态方程和边界条件弱形式的统一方程，此法使函数的选择无需事先完全满足边界条件，对于各种不同的边值问题可以用统一形式处理，这使得求解弹性力学问题的形式得以扩大和统一     

用有限元广义混合法分析不可压缩或几乎不可压缩弹性体

不可压缩或几乎不可压缩问题在数学上表现为最小 势能原理中的某些项趋于无穷大,使得有限元方程产生病态。本文给出了不可压缩或几乎不可压缩弹性分析的广义混合变分原理,以此为基础建立了该类问题的有限元广义混合法。该变分原理的泛函中不含有上面这种奇异项,故其有限元方程不会产生病态。算例表明该有限元法可以同时进行可压缩、不可压缩或几乎不可压缩弹性分析,且精度良好;有限元常规位移法及Hermann法是该法的特例。     

厚板弹塑性混合状态Hamiltonian元的半解析法

采用初应力法并通过对增量形式Ｈｅｌｌｉｎｇｅｒ－Ｒｅｉｓｓｎｅｒ变分原理的修正，给出了厚板弹塑性分析的Ｈａｍｉｌｔｏｎ正则方程及其相应的半解析法。此法在厚板平面内采用通常的有限元离散，而沿板厚方向采用状态空间法给出半解析解答。     

Constrained Hamilton variational principle for shallow water problems and Zu-class symplectic algorithm

In this paper, the shallow water problem is discussed. By treating the incompressible condition as the constraint, a constrained Hamilton variational principle is presented for the shallow water problem. Based on the constrained Hamilton variational principle, a shallow water equation based on displacement and pressure (SWE-DP) is developed. A hybrid numerical method combining the finite element method for spatial discretization and the Zu-class method for time integration is created for the SWEDP. The correctness of the proposed SWE-DP is verified by numerical comparisons with two existing shallow water equations (SWEs). The effectiveness of the hybrid numerical method proposed for the SWE-DP is also verified by numerical experiments. Moreover, the numerical experiments demonstrate that the Zu-class method shows excellent performance with respect to simulating the long time evolution of the shallow water.     

相空间中非保守系统的Herglotz广义变分原理及其Noether定理

与经典变分原理相比,基于由微分方程定义的作用量的Herglotz广义变分原理给出了非保守动力学系统的一个变分描述,它不仅能够描述所有采用经典变分原理能够描述的动力学过程,而且能够应用于经典变分原理不能适用的非保守或耗散系统.将Herglotz广义变分原理拓展到相空间,研究相空间中非保守力学系统的Herglotz广义变分原理与Noether定理及其逆定理.首先,提出相空间中Herglotz广义变分原理,给出相空间中非保守系统的变分描述,导出相应的Hamilton正则方程;其次,基于非等时变分与等时变分之间的关系,导出相空间中Hamilton-Herglotz作用量变分的两个基本公式;再次,给出Noether对称变换的定义和判据,提出并证明相空间中非保守系统基于Herglotz变分问题的Noether定理及其逆定理,揭示了相空间中力学系统的Noether对称性与守恒量之间的内在联系.在经典条件下,Herglotz广义变分原理退化为经典变分原理,与之相应的相空间中的Noether定理退化为经典Hamilton系统的Noether定理.文末以著名的Emden方程和平方阻尼振子为例说明上述方法和结果的有效性.     

A variational form of the equivalent inclusion method for numerical homogenization

Due to its relatively low computational cost, the equivalent inclusion method is an attractive alternative to traditional full-field computations of heterogeneous materials formed of simple inhomogeneities (spherical, ellipsoidal) embedded in a homogeneous matrix. The method can be seen as the discretization of the Lippmann–Schwinger equation with piecewise polynomials. Contrary to the original approach of Moschovidis and Mura, who discretized the strong form of the Lippmann–Schwinger equation through Taylor expansions, we propose in the present paper a Galerkin discretization of the weak form of this equation. Combined with the new, mixed boundary conditions recently introduced by the authors, the resulting method is particularly well-suited to homogenization. It is shown that this new, variational approach has a number of benefits: (i) the resulting linear system is well-posed, (ii) the numerical solution converges to the exact solution as the maximum degree of the polynomials tends to infinity and (iii) the method can provide rigorous bounds on the apparent properties of the statistical volume element, provided that the matrix is stiffer (or softer) than all inhomogeneities. This paper presents the formulation and implementation of the new, variational form of the equivalent inclusion method. Its efficiency is investigated through numerical applications in 2D and 3D elasticity.     

Reisner板的哈密尔顿体系及其辛正交解析法

基于Ｒｅｉｓｎｅｒ板理论，通过对混合能变分原理的修正，建立了更一般的哈密尔顿型广义变分原理，并给出了Ｒｅｉｓｎｅｒ板问题的哈密尔顿正则方程及其共轭辛正交解析法     

修正的偶应力线弹性理论及广义线弹性体的有限元方法

以含偶应力的弹性理论为基础,考虑小变形情况下变形体的平动变形和旋转变形,提出关于偶应力与曲率张量的线性本构关系,建立一般弹性体的线性模型。为满足有限单元C1连续性要求,考虑转角为独立变量,利用罚方法引入约束条件,构造一般弹性体的约束变分形式。应用8节点48个自由度的实体等参元,建立一般弹性体力学响应分析的有限元方程。对悬臂梁的静力和动力分析表明,一般弹性体模型较之经典弹性力学更适合结构分析;较之Timoshenko梁模型,一般弹性体模型能够计及结构尺度对结构动力特性和动力响应造成的显著影响。