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相似文献
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1.
张纯  仲政 《力学季刊》2006,27(4):668-674
利用混合微分求积法,对任意荷载作用下不同材料梯度分布的功能梯度材料平板柱形弯曲问题进行了分析。针对广义微分求积法求解集中荷载问题精度不高的缺点,本文利用小波微分求积法进行了改进。由于小波对突变信号具有良好的自适应描述能力,因此在平板宽度方向上,利用小波微分求积法可以有效地处理集中荷载;而在材料梯度变化的板厚方向上,则利用广义微分求积法计算量小且精度高的特点进行离散计算。计算表明,混合微分求积法不仅保留了广义微分求积法高效的特点,而且能有效地求解任意荷载作用的问题。通过算例,分析了在机械荷载作用下,材料不同梯度形式、平板上下表面材料性质差异对功能梯度平板结构响应的影响。  相似文献   

2.
将梯度复合材料梁作为平面应力问题处理,采用小波和微分求积混合法,对集中荷载作用下结构的响应进行了分析.考虑材料特性参数沿高度方向呈梯度分布,在该方向上采用广义微分求积法进行离散;鉴于广义微分求积法求解集中荷载问题精度不高的缺点,在梁的长度方向上引入对突变信号敏感的小波插值函数.数值计算表明,小波-微分求积混合法不仅保留了广义微分求积法高效的优点,而且能够很好地模拟结构局部化特征.  相似文献   

3.
微分求积单元法在结构工程中的应用   总被引:3,自引:0,他引:3  
聂国隽  仲政 《力学季刊》2005,26(3):423-427
微分求积法(Differential Quadrature Method)是求鳃偏微分方程和积分-微分方程的一种数值方法,该法具有计算简便、精度较高和易于实现等优点。微分求积单元法(Differential Quadrature Element Method)是在微分求积法的基础上结合区域分割和集成规则而形成的一种新的数值计算方法,能通过自适应地选取微分求积网点数目正确模拟构件的刚度和荷载性质,其精度可通过细分单元或增加离散点数目加以提高。微分求积单元法是一种可供选择的、性能优越的数值计算方法。本文将详细论述这一数值方法的基本原理,并通过数值算例说明该方法的应用过程及其优越性,为这一方法在结构工程中的推广应用提供参考。  相似文献   

4.
本文采用弧坐标首先建立了求解具有弹性接头的桩基大变形分析的非线性动力学微分方程,其中, 广义Winkler模型用来模拟土对桩基的抗力.其次,在空间域内应用微分求积单元法来离散非线性微分方程组,并给出了处理弹性接头处连接条件的微分求积单元公式,得到了时间域内的一组微分-代数方程,采用二阶向后差分来代替二阶时间导数离散微分-代数方程组,得到一组离散化的非线性代数方程,应用Newton-Raphson方法求解了该非线性代数方程组.最后给出了数值算例,得到了桩基在顶部处受到组合动载荷作用时的响应,考察了弹性接头的刚度、位置对桩基动力学行为的影响.  相似文献   

5.
基于小波微分求积法的薄板弯曲分析   总被引:2,自引:1,他引:1  
张纯  仲政 《计算力学学报》2008,25(6):863-867
利用小波微分求积法(WDQM)对任意荷载作用下的薄板弯曲问题进行了求解分析。数值算例表明,小波微分求积法与一般的DQ法相比具有很好的适用性,特别是薄板受集中荷载或不连续分布荷载作用时,由于小波基函数的紧支撑特性与其对突变信号良好的描述能力,WDQ法的精度明显优于一般的DQ法,具有良好的应用前景。  相似文献   

6.
微分求积法在结构力学中的应用   总被引:57,自引:0,他引:57  
王鑫伟 《力学进展》1995,25(2):232-240
本文综述了微分求积法(differentialquadrature)在结构力学中的应用和发展现况,并指出了一些亟待解决的问题  相似文献   

7.
本文提出了新型带虚点的径向基函数微分求积法,并将其应用于模拟薄板弯曲问题。带虚点的径向基函数微分求积法是一种基于传统径向基函数微分求积法的新型无网格方法,传统方法只将中心点放在计算域内,而该方法扩展了中心点的区域,使其既位于计算域内又位于计算域外,在不增加计算量和存储量的基础上,显著提高计算精度。本文首次尝试将此方法应用于求解薄板弯曲问题,并与解析解和传统方法进行对比,验证了此方法的优越性  相似文献   

8.
微分求积法具有数学概念简单、精度高和计算时间少等优点,是一种不断受到重视的数值方法.目前微分求积法在方法本身的研究已经相当充分和成熟,而应用方面的研究则大多集中在边值问题的求解,本文的研究集中在采用微分求积法求解动力学初值问题方面.先介绍了一种新近提出的逐步积分方法,该方法基于一种特殊的节点分布的微分求积法.然后通过理论分析与几种常用的时间积分方法进行了稳定性、精确性和计算量的比较.最后计算了一个双质点系在强迫力下的瞬态响应.比较结果表明新近提出的逐步积分方法具有无条件稳定、高精度和计算量少的优点.  相似文献   

9.
基于微分求积法的边界值方法   总被引:1,自引:1,他引:0  
探究了边界值方法与微分求积法两者之间的关系。利用经典的微分求积公式,系统地构造了三类不同的边界值方法;当采用均匀网格点时,本文所导出的边界值方法与已有的边界值方法是一致的。研究结果揭示了微分求积法与边界值方法两者之间的内在关系,也建立了线性多步法与单步多级方法之间的联系。  相似文献   

10.
框架结构P-△效应分析的微分求积单元法   总被引:1,自引:1,他引:1  
聂国隽  仲政 《力学季刊》2004,25(2):195-200
采用一种新的数值方法——微分求积单元法分析框架结构的P-△效应。微分求积单元法采用微分求积法直接求解微分方程的技术,并结合有限分割技术而形成。首先建立考虑剪切变形和轴力二阶效应的框架结构单元平衡微分方程,通过微分求积离散而得到梁单元的一般弹性刚度方程;同时考虑变形后节点的平衡条件和变形协调条件,导出框架结构整体二阶分析的微分求积单元法力学模型。由于该分析模型中包括了单元及结构的所有离散形式的控制方程,因此采用该模型进行结构分析可得出较为精确的解。数值算例的分析比较,表明了该法用于框架结构P-△效应分析的正确性和有效性。本文导出的框架结构二阶分析的微分求积单元法力学模型可用于框架结构剪切变形与几何非线性的耦合效应分析。  相似文献   

11.
Steady flow of a viscous incompressible fluid in a channel, driven by suction or injection of the fluid through the channel walls, is investigated. The velocity equation of this problem is reduced to nonlinear ordinary differential equation with two boundary conditions by appropriate transformation and convert the two‐point boundary‐value problem for the similarity function into an initial‐value problem in which the position of the upper channel. Then obtained differential equation is solved analytically using differential transformation method and compare with He's variational iteration method and numerical solution. These methods can be easily extended to other linear and nonlinear equations and so can be found widely applicable in engineering and sciences. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

12.
基于Euler-Bernoulli梁理论,利用广义Hamilton原理推导得到弹性地基上转动功能梯度材料(FGM)梁横向自由振动的运动控制微分方程并进行无量纲化,采用微分变换法(DTM)对无量纲控制微分方程及其边界条件进行变换,计算了弹性地基上转动FGM梁在夹紧-夹紧、夹紧-简支和夹紧-自由三种边界条件下横向自由振动的无量纲固有频率,再将控制微分方程退化到无转动和地基时的FGM梁,计算其不同梯度指数时第一阶无量纲固有频率值,并和已有文献的FEM和Lagrange乘子法计算结果进行比较,数值完全吻合。计算结果表明,三种边界条件下FGM梁的无量纲固有频率随无量纲转速和无量纲弹性地基模量的增大而增大;在一定无量纲转速和无量纲弹性地基模量下,FGM梁的无量纲固有频率随着FGM梯度指数的增大而减小;但在夹紧-简支和夹紧-自由边界条件下,一阶无量纲固有频率几乎不变。  相似文献   

13.
We consider in this paper the numerical solution of the Falkner-Skan differential equation, modelling under some similarity assumptions the boundary layer equation. We look for the extremal solution of this third order differential equation. The methods we use are basically the Newton method with a shooting process, which is coupled with a continuation method: they allow us to follow the solution arcs which contain regular and turning point solutions.  相似文献   

14.
三维势流场的比例边界有限元求解方法   总被引:3,自引:0,他引:3  
比例边界有限元法(SBFEM)是线性偏微分方程的一种新的数值求解方法。该方法只对计算域边界利用Galerkin方法进行数值离散,相对于有限元方法(FEM)减少了一个空间坐标的维数,而在减少的空间坐标方向利用解析方法进行求解;相对于边界元法(BEM),比例边界有限元方法不需要基本解,避免了奇异积分的计算,所以它结合了有限元和边界元方法的优点。本文建立了利用比例边界有限元法求解三维Laplace方程的数值模型并用于计算三维物体周围的水流场,将计算结果与解析解和边界元方法进行了对比,结果表明此方法可以很好地模拟水流场,且具有较高的计算精度。  相似文献   

15.
由于变厚度板弯曲问题的控制分方程复杂,直接求解其基本解推导边界积分方程建立边界元分析法较为困难,本文通过引入等效荷载,等效刚度,将此问题的控制微分方程化成与普通薄板弯曲问题基本方程相同的形式,利用求解通板弯曲问题的边界元迭代求解,建立了分析变厚度板弯曲问题的蛤法,算例表明本方法理正确,精度良好。  相似文献   

16.
Summary The application of the line-solution technique to the analysis of uniformly loaded cantilever plates is described in this paper. In this method, the two-dimensional partial differential equation of plate theory is reduced to a set of ordinary linear differential equations by replacing the derivatives in one direction by their finite-difference equivalents. The resulting equations are solved numerically by the matrix-progression technique.Three different approaches are suggested for the elimination of the corner forces which arise as a result of using Kirchhoff's boundary conditions. Numerical results are presented and compared with those of previous theoretical and experimental investigations.  相似文献   

17.
Modern lubricants often exhibit shear-thinning due to the presence of high molecular weight polymers as additives. Therefore the influence of such non-Newtonian effects on the performances of lubricating systems must be predicted. The corresponding fluid film flow is governed by a non-linear partial differential equation, which generalizes the classical Reynolds equation. Having prescribed adequate boundary conditions, this equation is solved by a finite element method with optimal control. The problem of the square slider bearing lubricated by the Rabinowitsch fluid is solved in order to test the accuracy of the numerical scheme. The pressure and velocity fields are given and compared with the corresponding ones obtained for the Newtonian fluid.  相似文献   

18.
The applicability of a finite element-differential method to the computation of steady two-dimensional low-speed, transonic and supersonic turbulent boundary-layer flows is investigated. The turbulence model chosen for the Reynolds shear stress and turbulent heat flux is the K-? two-equation model. Calculations are extended up to the wall and the exact values of the dependent variables at the wall are used as boundary conditions. A number of transformations are carried out and the assumed solutions at a longitudinal station are represented by complete cubic spline functions. In essence, the method converts the governing partial differential equations into a system of ordinary differential equations by a weighted residuals method and invokes an ordinary differential equation solver for the numerical integration of the reduced initial-value problem. The results of the computations reveal that the method is highly accurate and efficient. Furthermore, the accuracy and applicability of the k-? turbulence model are examined by comparing results of the computations with experimental data. The agreement is very good.  相似文献   

19.
IntroductionThereweresomeresultsofstudyingonboundaryvalueproblemsforfunctionaldifferentialequation[1~6 ]byemployingthetoplolgicaldegreetheoryandsomefixedpointprinciplesinrecentyears.Buttheworktostudyboundaryvalueproblemsfordelaydifferentialequationwithsmallparameterbymeansofthetheoryofsingularperturbationrarelyappeared[7~11].Thereasonforitisthattheworktoconstructtheuppersolutionandlowersolutionforthecaseofdifferentialequationwithdelayisdifficult.Theauthorhasstudiedakindofboundaryvalueproblem…  相似文献   

20.
A class of time fractional partial differential equations is considered, which in- cludes a time fractional diffusion equation, a time fractional reaction-diffusion equation, a time fractional advection-diffusion equation, and their corresponding integer-order partial differential equations. The fundamental solutions to the Cauchy problem in a whole-space domain and the signaling problem in a half-space domain are obtained by using Fourier- Laplace transforms and their inverse transforms. The appropriate structures of the Green functions are provided. On the other hand, the solutions in the form of a series to the initial and boundary value problems in a bounded-space domain are derived by the sine- Laplace or cosine-Laplace transforms. Two examples are presented to show applications of the present technique.  相似文献   

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