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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 125 毫秒
1.
弹性动力学的双互易杂交边界点法   总被引:2,自引:0,他引:2  
将双互易法同杂交边界点法相结合,提出了求解弹性动力问题的新 型数值方法------双互易杂交边界点方法. 该算法在求解弹性动力问题时,将控制方程非齐次项 的域内积分转化为边界积分. 该方法将问题的解分为通解和特解两部分,通解使用杂交边界 点法求得,特解则使用局部径向基函数插值得到,从而实现了使用静力问题的基本解来求解 动力问题. 计算时仅仅需要边界上离散点的信息,无论积分还是插值都不需要网格,域内节 点仅用来插值非齐次项,因此该算法仍是一种边界类型的无网格方法. 数值算例表明, 该方法后处理简单,计算精度高,适合于求解弹性动力问题.  相似文献   

2.
自然单元法在Winkler地基薄板计算中的应用   总被引:3,自引:1,他引:2  
自然单元法是一种基于Voronoi图及Delaunay三角形剖分图,以自然邻接点插值为试函数的一种无网格数值方法.本文以目前该方法中自然邻接点的Laplace插值形函数为基础,求出了其一阶及二阶导函数,建立了Winkler地基上薄板弯曲挠度的自然单元法求解控制方程,并编制了相应的计算程序,通过算例分析表明了本文方法的可行性和有效性.  相似文献   

3.
自然单元法研究进展   总被引:13,自引:2,他引:13  
王兆清  冯伟 《力学进展》2004,34(4):437-445
自然单元法是一种基于Voronoi图和Delaunay三角化几何结构,以自然邻点插值为试函数的一种新型数值方法.其既具有无网格方法和经典有限元方法的优点,又克服了两者的一些缺陷,是一种发展前景广阔的求解微分方程的数值方法.自然单元法的形函数满足插值性质,可以像有限元法一样直接施加本质边界条件,不存在基于移动最小二乘拟合的无网格方法不能直接施加本质边界条件的难题.由于自然单元法是无网格方法,可以方便处理有限元方法较难处理的一些问题,例如移动边界和大变形等问题.自然单元法与其他数值方法的最根本区别于其插值格式的不同.将自然邻点插值用于Galerkin过程,就得到基于Voronoi结构的自然单元Galerkin法.自然邻点插值有自然邻点Sibson插值和Laplace插值(非Sibson插值)两种.Laplace插值比Sibson插值在计算上要简单的多,并且不论对凸的或非凸的区域都能精确施加本质边界条件.以Laplace插值为试函数的自然单元法在数值实施上比以Sibson插值为试函数的自然单元法简单.本文对基于Voronoi结构的自然邻点插值和自然单元法的基本思想作了介绍,综述了国内外关于自然单元法的研究成果,总结了自然单元法的优点和尚需解决的问题.  相似文献   

4.
提出一种基于三角网格的求解双曲对流方程的高阶守恒型格式.该格式首先在每个三角单元上重构二元三次Hermite插值多项式,以当前时刻单元节点处解的函数值、一阶空间导数值和该单元的积分平均值为插值条件.然后,利用Semi-Lagrange方法得到单元节点处的下一时刻解的函数值及导数值,而下一时刻的解的单元积分平均值由有限体积方法得到.本文所提出的格式将原始CIP方法从结构网格推广到非结构网格上,使得CIP方法能灵活地用于处理复杂边界问题.该格式为显式紧致格式,计算简单且易于实现.数值实验表明,该格式对于光滑解问题能达到四阶空间精度,而对于非光滑解问题能准确地捕捉激波的位置,改进了原始CIP格式的不守恒性.  相似文献   

5.
基于局部搜索算法的自然邻接点方法   总被引:9,自引:0,他引:9  
蔡永昌  朱合华 《力学学报》2004,36(5):623-628
自然邻接点方法(NNM)采用自然邻接点形函数进行插值,其插值形函数具有严格定义,且与 有限元形函数一样形式简洁、性能优良,因而避免了EFG法里难以准确施加位移边界条件和 材料不连续条件等诸多主要困难. 但是从形式上看自然邻接点方法仍然属于有网格的方法, 其研究和应用受到了较大的限制. 为了克服这个缺点,对于任意给定的数值积分点,提出了 一种基于局部搜索自然邻接点的寻找算法对NNM进行改进. 改进后的NNM与无单元伽辽金法 (EFG)的插值和求解过程类似,兼具有EFG的真正无网格特性及NNM的便于处理边界和材料 不连续条件等优点. 所得计算结果表明,改进后的NNM的计算精度和计算时间与NNM相当, 是一种比较理想的数值求解方法.  相似文献   

6.
基于局部Petrov-Galerkin离散方案的无网格法   总被引:2,自引:0,他引:2  
基于局部Petrov-Galerkin离散方案,选用自然邻近插值构造试函数,用Shepard函数作为权函数,提出了一种无网格方法(MNNPG),这种方法充分发挥了局部Petrov-Galerkin法的优势,并且结合了自然邻近插值的特点,方便引入边界条件,由于以Shepard函数的圆形支集作为积分子域,用分片中点插值来完成区域积分,无需额外背景网格,是一种真正的无网格法。本文将该无网格方法用于求解二维弹性力学边值问题,算例结果很好地吻合了精确解,表明该方法具有良好的数值精度和稳定性。  相似文献   

7.
陈莘莘  刁呈岩 《力学季刊》2019,40(1):124-130
本文将无网格自然邻接点Petrov-Galerkin 法应用于轴对称弹性体扭转问题的求解.无网格自然邻接点Petrov-Galerkin 法采用自然邻接点插值构造试函数,并且采用三角形线性单元的形函数作为加权残值法的加权函数.自然邻接点插值构造的试函数满足Kronecker delta 函数性质,因此本质边界条件的施加十分方便.由于几何形状和边界条件的轴对称特点,原来的空间问题简化为二维问题求解,因此计算时只需要横截面上离散节点的信息.数值算例结果表明,所提出的方法对求解轴对称弹性体扭转问题是行之有效的.  相似文献   

8.
胡明皓  王莉华 《力学学报》2023,(7):1526-1536
由于无网格法中大多数近似函数均为有理式,不具有Kronecker delta性质,因此难以精确地施加本质边界条件.边界误差较大容易导致整个求解域求解结果精度低,甚至引起数值不稳定现象.文章在无网格直接配点法和稳定配点法中引入拉格朗日插值函数作为形函数,构建了拉格朗日插值配点法(LICM)和拉格朗日插值稳定配点法(SLICM).由于拉格朗日插值具有Kronecker delta性质,可以像有限元法一样简单而精确地施加本质边界条件,提高这两种方法的数值求解精度.稳定配点法基于子域对强形式方程进行积分,可以满足高阶积分约束,即可以保证形函数在积分形式下也满足高阶一致性条件,实现精确积分.同时,进行子域积分还可以减少离散矩阵的条件数,从而提高算法的稳定性.进一步提高拉格朗日插值稳定配点法的精度和稳定性.通过数值算例验证这两种方法的精度、收敛性和稳定性,结果表明基于拉格朗日插值的配点法的精度优于基于重构核近似的配点法,拉格朗日插值稳定配点法的精度和稳定性均优于拉格朗日插值配点法.  相似文献   

9.
对于象叶型这样具有复杂曲线边界的截面,本文介绍用斜交坐标差分法数值求解应力函数和翘曲函数来计算弯曲中心.首先选取能逼近边界的网格并建立斜交坐标系,然后对网格区域用回路积分导出差分格式,再用直接法求解所得的对称带状线性代数方程组,并对网格点上的函数值用Romberg 公式数值积分,从而得到弯曲中心值.文末以椭圆和半圆为例考察计算精确度,所得计算值与精确值非常接近.  相似文献   

10.
三维弹塑性自然单元法算法实现   总被引:1,自引:0,他引:1  
自然单元法是一种新兴的无网格数值计算方法,其实质是基于自然相邻插值(C∞)的伽辽金法。该方法计算精度与四边形或六面体单元有限元法相当,自然相邻插值函数比其他无网格法插值函数的计算速度快。由于自然相邻插值在凸域的边界上的相邻点之间是严格线性的,所以自然单元法在边界面的处理也相当简单。本文研究了在自然单元法中采用Von.Mises,Mohr-Coulomb和Drucker-Prager屈服准则解决三维弹塑性问题,并编制了相应计算程序,最后通过算例验证算法的正确性。  相似文献   

11.
The unconfined seepage problem is a classic moving boundary problem, in which the position of phreatic surface is unknown at the beginning of solution and should be determined through iteration. Mesh-free methods are especially suitable for solving this problem. In this work, the moving Kriging mesh-free method with Monte Carlo integration is proposed. Additionally, a corresponding procedure for handling material discontinuity is presented, which extends the approach to inhomogeneous medium. The present method is a true mesh-free method, which does not require a mesh for either shape function construction or numerical integration. Another advantage of the present method is the convenient numerical implementation. Numerical examples show that the present method can achieve better convergence and higher accuracy with rational computation cost when compared with the original mesh-free method. The present method is also verified to be applicable in analyzing transient seepage through homogeneous and inhomogeneous media.  相似文献   

12.
In this paper, we present a detailed derivation of the numerical method, Immersed Finite Element Method (IFEM), for the solution of fluid-structure interaction problems. This method is developed based on the Immersed Boundary (IB) method that was initiated by Peskin, with additional capabilities in handling nonuniform and independent meshes and applying arbitrary boundary conditions on both fluid and solid domains. A higher order interpolation function is adopted from one of the mesh-free methods, the Reproducing Kernel Particle Method (RKPM), which relieves the uniformity constraint of fluid meshes. Two 2-D example problems are presented to illustrate the capabilities of the algorithm. The accuracy in the numerical analysis demonstrates that the IFEM algorithm is a reliable and robust numerical approach to solve fluid and deformable solid interactions.  相似文献   

13.
借鉴流形方法思想,引入广义节点的概念,对传统的无网格法进行了改进,建立了可具有任意高阶多项式插值函数的广义节点无网格方法。同时采用径向插值函数构造具有插值特性的逼近函数;采用配点法建立系统的离散方程。在阐述了这种方法基本原理的同时,针对线弹性力学问题给出了这种方法的数值计算列式。与传统无网格方法相比,这种方法更具有一般性;同时由于采用了配点法而不需要背景积分网格,所以可以认为这种方法是某种真正意义上的无网格法。当选取0阶广义节点位移插值函数时便可得到传统的无网格法;在不增加支持域内节点数目的条件下,通过选取高阶广义节点位移插值函数可以提高计算精度。最后通过算例分析,对0阶、1阶及2阶广义节点无网格法与现有的有关解答进行了对比,论证了其合理性。  相似文献   

14.
Rigid finite element and limit analysis   总被引:5,自引:0,他引:5  
According to the lower bound theorem of limit analysis the Rigid Finite Element Method (RFEM) is applied to structural limit analysis and the linear programmings for limit analysis are deduced in this paper. Moreover, the Thermo-Parameter Method (TPM) and Parametric Variational principles (PVP) are used to reduce the computational effort while maintaining the accuracy of solutions. A better solution is also obtained in this paper. The project supported by National Natural Science Foundation of China  相似文献   

15.
A mesh-free method based on local Petrov-Galerkin formulation is presented to solve dynamic impact problems of hyperelastic material.In the present method,a simple Heaviside test function is chosen for simplifying domain integrals.Trial function is constructed by using a radial basis function(RBF)coupled with a polynomial basis function,in which the shape function possesses the kronecker delta function property.So,additional treatment is not required for imposing essential boundary conditions.Governing equations of impact problems are established and solved node by node by using an explicit time integration algorithm in a local domain,which is very similar to that of the collocation method except that numerical integration can be implemented over local domain in the present method.Numerical results for several examples show that the present method performs well in dealing with the dynamic impact problem of hyperelastic material.  相似文献   

16.
用Voronoi图进行新型自然邻居插值的几何学方法与特性   总被引:2,自引:0,他引:2  
新的基于Voronoi图的Natural Neighbour插值是自然单元法的数学基础,也是一种新型的几何插值方法,具有与其他传统常用插值不同的构造方法,并表现出一定的优越性。本文介绍了基于Natural Noighbour关系的Sibson插值和non-Sibsonian插值,并与有限元法和无单元法所用的插值方法,就离散插值方案和网格总体特性、形函数支撑域、本征边界条件、空间维数扩展与计算工作量等诸问题进行了比较分析。  相似文献   

17.
A local basis algorithm for searching natural neighbours in Natural Element Method (NEM) is presented for solving the elasticity problems in this paper. Comparison with the global sweep algorithm used in natural element method or Natural Neighbour Method (NNM) for searching natural neighbours, the proposed algorithm is more expedient and convenient in the constructions and computation of natural neighbour interpolations. In the proposed NEM based on local search, the Laplace (non-sibson) interpolations are constructed with respect to the natural neighbour nodes of the given point which have been locally defined. The shape functions from the Laplace approximations have the delta function property and the Laplace interpolants are strictly linear between adjacent nodes, which facilitate imposition of essential boundary conditions and treatment of material discontinuity with ease as it is in the conventional finite element method. The Laplace interpolants derived from the local algorithm and the global algorithm in NEM are identical because of the uniqueness of the Voronoi diagram. Numerical results and convergence studies also show that the present NEM based on local search algorithm possesses the same accuracy and rate of convergence as they are in previous NEM.  相似文献   

18.
Stochastic boundary element method in elasticity   总被引:1,自引:0,他引:1  
The stochastic boundary element method is developed to analyze elasticity problems with random material and/or geometrical parameters and randomly perturbed boundaries. Based on the first-order Taylor series expansion, the boundary integration equations concerning the mean and deviation of the displacements are derived, respectively. It is found that the randomness of material parameters is equivalent to a random body force, so the mean and covariance matrices of unknown boundary displacements and tractions can be obtained. Furthermore, the mean and covariance of displacements and stresses at inner points can also be obtained. Numerical examples show that the proposed stochastic boundary element method gives satisfactory solutions, as compared with those obtained by theoretical analysis or other numerical methods. The project supported by the National Natural Science Foundation of China and the State Education Commission Foundation of China  相似文献   

19.
基于维尔斯特拉斯多项式函数的逼近定理,通过DDA高阶全多项式位移函数条件下的弹性力学推导,提出了一个逼近弹性力学连续位移函数真解的全多项式位移函数逼近方法。该方法采用完整的高阶多项式位移函数,以不同阶次条件下的多项式系数为未知数,以单纯形积分为解析积分方法,通过建立和求解平衡方程,逐步逼近弹性体真解。在对单纯形积分计算过程研究的基础上,给出了三维空间单纯形计算图解法,该图解法诠释了三维空间单纯形积分公式中各变量间的逻辑关系及计算过程的图形表达。基于上述方法,编写了相应计算程序,并以一个三维简支梁受均布荷载及一个四周固定的弹性薄板受集中力作用两算例为实例,验证了所提方法的可行性。实例计算结果表明,随着逼近函数阶次的提高,数值方法获得的多项式函数计算值均单调地逐步逼近解析解。在文中所用的6阶多项式函数逼近中,简支梁实例位移计算误差小于0.2%,弹性薄板实例位移误差小于0.91%,并且,两算例与解析解位移差值都在微m级。  相似文献   

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