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热传导问题的非协调数值流形方法 总被引:2,自引:0,他引:2
数值流形方法通过引入数学与物理双重网格,将插值域与积分域分别定义在两个不同的覆盖上,其优点是网格划分随意,不受复杂边界形状和材料界面的限制,是较之于有限元方法更一般化的数值模拟方法。在计算精度方面,数值流形方法远远高于有限元法。但它的精度还是不够理想。为此本文在单元总体位移场上附加非协调位移基本项,使单元位移函数趋于完全,构造了非协调流形单元来改善流形单元的计算精度和计算效率,并将其应用于热传导问题,推导了势问题的非协调数值流形方法。 相似文献
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In this paper, the normal derivative of the radial basis function(RBF) is introduced into the reproducing kernel particle method(RKPM), and the improved reproducing kernel particle method(IRKPM) is proposed. The method can decrease the errors on the boundary and improve the accuracy and stability of the algorithm. The proposed method is applied to the numerical simulation of piezoelectric materials and the corresponding governing equations are derived. The numerical results show that the IRKPM is more stable and accurate than the RKPM. 相似文献
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The incompatible numerical manifold method (INMM) is based on the finite cover approximation theory, which provides a unified framework for problems dealing with continuum and discontinuities. The incompatible numerical manifold method employs two cover systems as follows. The mathematical cover system provides the nodes for forming finite covers of the solution domain and the weighted functions, and the physical cover system describes geometry of the domain and the discontinuous surfaces therein. In INMM, the mathematical finite cover approximation theory is used to model cracks that lead to interior discontinuities in the process of displacement. Therefore, the discontinuity is treated mathematically instead of empirically by the existing methods. However, one cover of a node is divided into two irregular sub-covers when the INMM is used to model the discontinuity. As a result, the method sometimes causes numerical errors at the tip of a crack. To improve the precision of the INMM, the analytical solution is used at the tip of a crack, and thus the cover displacement functions are extended with higher precision and computational efficiency. Some numerical examples are given. 相似文献
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数值流形方法在进行接触判断时,传统的直接判断法在三维情况下检索困难,计算量大,对大规模工程问题是不适用的。为此,本文将公共面法引入三维数值流形方法的接触判断,使接触判断的计算量大大减少。目前,数值流形方法主要应用于岩石力学分析,为了拓宽其应用领域,作者比较了复合材料与岩石结构的异同,将其应用于复合材料的数值模拟,数值结果表明,该方法收敛快、精度高,弥补了有限元的不足。 相似文献
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本文对四节点四边形流形元提出了改进措施,将覆盖位移函数用自然坐标表示,使得在一般非规则有限数学覆盖网格下,数值积分变得比较容易,克服了现有四节点四边形流形单元数值积分困难的缺点。数值算例将其应用于复合材料数值模拟,计算结果表明,当覆盖位移函数采用完全一阶等参多项式时,计算精度较传统有限元法有很大改进。在力应集中或应力突变的区域,无需网格加密,只需提高覆盖位移函数的阶次即可。 相似文献
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目前,为了进行空间科学实验,多种卫星搭载航天CCD相机以便获取图像数据。而在地面对星载图像处理系统的工业检测需要大的分辨率及更高灵敏度的CCD工业相机。由于CCD工业相机的价格高昂、输出不够灵活等限制原因,本文设计一款基于PCIe2.0的Camera Link接口相机模拟系统,代替航天CCD相机,实现输出分辨率高达8000×6000的多种图像数据,可以灵活的输出测试所需的特定图像,为图像处理系统的检测提供稳定灵活的图像数据,以满足对星载图像处理系统检测测试的需求。 相似文献
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在流形元的基础上,提出了非协调数值流形方法,非协调数值流形方法的优点是在不增加广义节点自由度的前提下,大大提高数值流形方法的计算精度和计算效率.利用内部自由度静力凝聚处理,推导了消除内参后的单元应变矩阵和单元刚度矩阵.在Hilbert空间内,从最小势能原理出发对非协调数值流形方法的稳定性和收敛性进行了分析和讨论,得到了保证非协调流形元解唯一存在和收敛的基本条件,完善了非协调数值流形方法的理论基础.数值试验表明,新单元构造过程简单,有较高的精度,从而证明了本方法的可行性.
关键词:
数值流形方法
非协调元
稳定性分析
收敛性分析 相似文献
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弹性力学中的一种非协调数值流形方法 总被引:1,自引:0,他引:1
通过引入数学和物理双重网格,将插值域与
积分域分别定义在不同的覆盖上,即在数学网格上进行插值函数的构造,物理网格上完成
系统能量泛函积分运算,最后通过覆盖权函数将二者联结在一起. 它的优点是单元网格划
分随意,不受复杂边界形状和二相材料界面的限制,单元可以是任意形状,是较之于有限
元方法更一般的数值模拟方法. 在4节点四边形数值流形方法中,由于单元总体位移函数
包含的完全多项式不完全,使得计算精度不够精确,为此,在单元总体位移函数上附
加非协调位移基本项,使之趋于完全,提出了弹性力学问题的一种改进的数值流形
方法------非协调数值流形方法. 通过内部自由度静力凝聚处理,导出了消除内参后的单元应变矩阵
和单元刚度矩阵,使得在不增加广义节点自由度的前提下,大大提高了数值流形方法的计
算精度和计算效率. 同时对非协调项进行了显式处理,可以对工程实践起到更切实的帮助.
数值试验表明,它们能够保证收敛,有较高的精度,对畸变不敏感,从而证明了该方法的
可行性. 相似文献