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相似文献
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1.
自由面势流问题的域外奇点边界元法及其数值误差分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
高高 《计算力学学报》2003,20(3):339-345
讨论了域外奇点边界元法在自由面势流问题计算中的作用,并以连续及离散Fourier分析对该方法(就m阶面元的一般情况)进行数值误差分析,导出了计及面元阶数、奇点至自由面垂向距离、配置点移动、差分格式等因素影响的数值误差一般表达式。从理论上证明了自由面势流问题计算中采用域外奇点法可改善离散产生的数值色散误差并能结合配置点前移(向上游)等方法以数值满足辐射条件。  相似文献   

2.
臧跃龙  张琦 《力学季刊》1994,15(1):61-66
本文给出了气垫船在静水中航行时稳态船波势问题的边界元数值分析方法,根据本文的数值计算方法,可以得到气垫船行时所兴起的波浪形状以及气垫附近流场情况,由此可计算气垫所受到的兴波阻力,本文的方法适用于任意已知气压分布情况。  相似文献   

3.
时域边界元法分析撞水响应   总被引:6,自引:1,他引:6  
基于势流理论,考虑流场的可压缩性,首先利用积分变换导得了势流问题的一个动力学倒易定理,在此基础上,进而求得问题对应的时空边界积分方程,然后通过对边界和时间轴同时离散,建立了一组有递推形式的时间边界元方程最后结合液面条件和物体运动方程耦全求解得到了刚体的撞水响应。  相似文献   

4.
应用直接边界元法在时域中求解稳定航速运动的三维自由面兴波问题.基于格林定理,在所有边界面上划分网格,对边界积分方程进行数值离散,采用线性自由面边界条件,随时间步进更新自由面势.由于物体空间位置移动辐射条件不需要单独表述,迭代过程中自由面计算域保持不变.以割划水面NACA0024为例,计算模拟了自由面兴波稳定波形;提出了求解矩阵方程组奇异性的处理方法和解决割划问题的动网格技术.本文计算结果和有限体积法及有关试验结果对比表明,该方法是可靠的.  相似文献   

5.
Taylor展开多极边界元法有效的提高了边界元法的求解效率,使之可用于大规模问题的计算。然而,由于计算中对基本解进行了Taylor级数展开,与传统边界元方法相比计算精度有所下降。本文主要针对三维弹性问题Taylor展开多极边界元法的计算精度和误差进行研究。文中对两种方法的计算精度进行了比较;研究了核函数的Taylor展开性质;推导了三维弹性问题基本解的误差估计公式;给出了Taylor展开多极边界元法中远近场的划分原则。通过具体的算例,证明了该方法的正确性和误差估计公式的有效性,说明了影响Taylor展开多极边界元法求解精度的因素。  相似文献   

6.
研究了用三节点等参曲线单元时边界元方法模拟二维势流问题中角点处法向量不连续的处理方法.该方法的核心思想是在任意一点处速度矢量是唯一确定的且在角点处速度矢量的方向是已知的.该方法的特点是不改变所求解的线性方程组的大小,不降低计算精度.通过模拟二维平行管道中直匀流绕圆柱的流动验证了该方法的可行性.  相似文献   

7.
本文基于小挠度薄板弯曲问题的基本解,建立了求解薄板稳定问题的边界积分方程,并计算了若干算例,结果表明用边界元法求解薄板的稳定问题是行之有效的.  相似文献   

8.
Trefftz间接法解自由面渗流问题   总被引:2,自引:0,他引:2  
渗流问题是岩体水力学研究的重点之一,较常规的有限元法和传统的边界元法而言,Trefftz型边界元法具有程序简单、计算量小及无须奇异积分等特点。本文给出定常和非定常自由面渗流问题的Trefftz解法,计算结果表明,该法收敛性好,结果比较精确。  相似文献   

9.
薄体位势问题边界元法中的解析积分算法   总被引:1,自引:0,他引:1  
薄体结构的数值分析是边界元法的难点问题之一。该文导出了一种完全解析积分算法,用这种算法计算了薄体平面位势问题边界元法中出现的几乎弱奇异、强奇异和超奇异积分。当边界离散为一系列线性单元,边界积分方程离散计算的积分可归纳为三种形式。对薄体问题,源点与积分单元距离通常相距很近,这些积分产生显著几乎奇异性,直接采用常规高斯积分不能有效计算。为此该文导出了这些几乎奇异积分的全解析计算公式。按源点与单元的距离是否为零,公式分两种情况。新算法采用全解析积分公式处理几乎奇异积分,首先精确计算出薄体问题边界未知位势和法向位势梯度,然后再进一步计算了域内点的物理参量。算例表明该文算法可处理狭长比为1.E-08的薄体问题,显示了边界元法分析薄体问题具有独特的优势。  相似文献   

10.
复杂边界附近气泡的动态特性研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文假设气泡周围流场为无粘、无旋、不可压缩的理想流体,基于势流理论,运用边界元法模拟近边界水下爆炸气泡的动力学特征,建立气泡、壁面以及自由面三者之间复杂耦合动力学模型,在气泡运动模拟过程中引入数值光顺技术及弹性网格技术(EMT),避免因网格扭曲而导致的数值发散,开发相应的三维计算程序,并与自由表面附近气泡运动的实验数据进行对比分析,计算结果表明本文的计算方法及程序具有较高的精度.在此基础上,用本文开发的三维程序模拟了单个及多个气泡与自由表面及圆筒等复杂边界的相互作用,其中包括水面漂浮结构和水下结构,气泡在自由表面及结构的联合作用下呈现出强非线性.本主文旨在为相关复杂边界附近气泡动力学特性研究提供参考.  相似文献   

11.
本文提出了求解位势问题的虚边界元法,建立了位势问题的虚边界元的离散方程式,推导了离散化求系数的积分解析式。该方法与传统边界元法相比具有不存在奇异积分和边界附近精度较高等优点,可用来计算真空静电场、稳定温度场、流体绕流、介质中的渗流等各类位势问题。大量算例均获得了满意的结果。  相似文献   

12.
A method of eliminating the singularities involved in boundary element methods for three-dimensional potential problems is presented and the non-singular expressions of integrals on an element on which the singular point is situated are given for linear and quadratic interpolation functions. Numerical examples are compared with analytical solutions to show that the higher-order interpolations have better precision.  相似文献   

13.
IntroductionAsanimportantnumericalmethod ,BoundaryElementMethod (BEM)hasbeenappliedinmanyareas[1].However,theBEMhasthedifficultiesofcalculatingsingularintegralsatnodesonboundaryoratinteriorpointsveryclosetotheboundary .TheaccuracyoftheBEMdependsontheprecisionofthecalculatedvaluesofthesingularintegrals,toagreatdegree.Manyresearchersdevotethemselvestothetreatmentofthesingularintegrals[2~3],whicharereviewedindetailbyRef.[4] .Ageneralregularizationalgorithmofevaluatingthephysicalquantitiesa…  相似文献   

14.
In this paper a total linearization method is derived for solving steady viscous free boundary flow problems (including capillary effects) by the finite element method. It is shown that the influence of the geometrical unknown in the totally linearized weak formulation can be expressed in terms of boundary integrals. This means that the implementation of the method is simple. Numerical experiments show that the iterative method gives accurate results and converges very fast.  相似文献   

15.
边界元理论在复杂外边界油藏水平井渗流中的应用   总被引:2,自引:2,他引:0  
受构造作用的影响,实际油藏的外边界往往是复杂多样的.本文从渗流理论出发建立了复杂外边界油藏水平井渗流数学模型,并采用Lord Kelvin点源解、贝塞尔函数积分和泊松叠加公式等方法求解了复杂外边界油藏水平井的边界元基本解,利用边界元的理论建立了复杂外边界油藏水平井井底压力响应数学模型.通过计算得到了无因次压力和压力导数双对数理论图版,并在其基础上分析了复杂外边界油藏水平井渗流特征及其影响因素.  相似文献   

16.
The scaled boundary finite‐element method is a novel semi‐analytical technique, combining the advantages of the finite element and the boundary element methods with unique properties of its own. The method works by weakening the governing differential equations in one co‐ordinate direction through the introduction of shape functions, then solving the weakened equations analytically in the other (radial) co‐ordinate direction. These co‐ordinate directions are defined by the geometry of the domain and a scaling centre. The method can be employed for both bounded and unbounded domains. This paper applies the method to problems of potential flow around streamlined and bluff obstacles in an infinite domain. The method is derived using a weighted residual approach and extended to include the necessary velocity boundary conditions at infinity. The ability of the method to model unbounded problems is demonstrated, together with its ability to model singular points in the near field in the case of bluff obstacles. Flow fields around circular and square cylinders are computed, graphically illustrating the accuracy of the technique, and two further practical examples are also presented. Comparisons are made with boundary element and finite difference solutions. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

17.
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   

18.
Numerical solutions are presented for two-dimensional low Reynolds number flow in a rotating tank with stationary barriers. The boundary element method is employed, assuming straight panels and quadratic source distribution. The feasibility of repositioning the nodes as a way to minimize the error is explored. A stretching parameter places smaller elements near the re-entrant regions. Elementary error analysis shows uniform improvement in the solution with stretching. The changing eddy pattern for different numbers and sizes of the barriers is compared with experimental results.  相似文献   

19.
In the current paper the boundary integral equations (BIE) for elastic contact problems with friction are derived from the incremental virtual work principle. After introducing contact conditions of adhesion and slip into BIE all variants on boundary are made to discretize by quadratic isoparametric boundary element. In the current paper not only an auto-increment loading law is presented but also the iterative calculation laws for open, slip and adhesion condition are given. The results of numerical examples are satisfactory.  相似文献   

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