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相似文献
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1.
提出了间接求解传统Helmholtz边界积分方程CBIE的强奇异积分和自由项系数,以及Burton-Miller边界积分方程BMBIE中的超强奇异积分的特解法。对于声场的内域问题,给出了满足Helmholtz控制方程的特解,间接求出了CBIE中的强奇异积分和自由项系数。对于声场外域对应的BMBIE中的超强奇异积分,按Guiggiani方法计算其柯西主值积分需要进行泰勒级数展开的高阶近似,公式繁复,实施困难。本文给出了满足Helmholtz控制方程和Sommerfeld散射条件的特解,提出了间接求出超强奇异积分的方法。推导了轴对称结构外场问题的强奇异积分中的柯西主值积分表达式,并通过轴对称问题算例证明了本文方法的高效性。数值结果表明,对于内域问题,采用本文特解法的计算结果优于直接求解强奇异积分和自由项系数的结果,且本文的特解法可避免针对具体几何信息计算自由项系数,因而具有更好的适用性。对于外域问题,两者精度相当,但本文的特解法可避免对核函数进行高阶泰勒级数展开,更易于数值实施。  相似文献   

2.
研究二维弹性力学问题边界积分方程,通过分部积分变换消除了常规导数边界积分方程中的超奇异积分,获得仅含强奇异积分的应力自然边界积分方程.对于近边界应力的计算,进一步运用正则化算法解析计算其中的几乎强奇异积分.较常规边界元法相比,应力自然边界积分方程可以求解离边界更加接近的内点应力值.算例证明了文中方法的可应用性和有效性.  相似文献   

3.
采用双重互易边界元法结合精细积分法求解二维含热源的瞬态热传导问题。针对边界积分方程中热源项和温度关于时间导数项引起的域积分,采用双重互易法处理,将域积分转换为边界积分。采用边界元法将边界积分方程离散后,得到关于时间的微分方程组,并利用精细积分法处理其中的指数型矩阵;对于微分方程组中由边界条件和热源项引起的非齐次项,采用解析的方法计算。为了比较精细积分-双重互易边界元法的计算效果,同时使用有限差分法计算温度对时间的导数项。通过数值算例验证了本文方法的有效性和精确性。计算结果表明:时间步长对于精细积分-双重互易边界元法的结果影响较小,而有限差分法对时间步长比较敏感且只在时间步长选取较小时有效;当选取较大时间步长时,精细积分-双重互易边界元法依然具有良好的计算精度。  相似文献   

4.
二维位势边界元法高阶单元几乎奇异积分半解析算法   总被引:1,自引:1,他引:0  
准确计算几乎奇异积分是边界元法难题之一。目前,对于一般的高阶单元的几乎奇异积分尚缺乏通用高效的计算方法。本文在单元局部坐标系中表征了二维高阶单元的几何特征,提出了源点相对高阶单元的接近度概念。针对二维位势边界元法的3节点二次等参单元,构造出与单元积分核具有相同几乎奇异性的近似奇异核函数。从二维位势几乎奇异积分单元积分核中扣除近似奇异核函数,把几乎奇异积分项转换为规则积分和奇异积分两部分之和,规则积分部分用常规Gauss数值积分计算,奇异积分部分由导出的解析公式计算,从而建立了二维位势问题高阶单元几乎强奇异和超奇异积分的半解析算法。算例结果表明了本文半解析算法的有效性和计算精度。  相似文献   

5.
三维常数势边界元中的精确积分   总被引:2,自引:0,他引:2  
对三维问题边界元方法中应用最广泛的常数边界元的积分提出一种精确积分方法。借助于一个假想的闭合曲面,将特定的势场应用于边界积分方程,发现对于三维问题,常数势项的积分可以化作球面三角型的面积计算,而导数项的积分则可在平面域用极坐标进行。本文方法结果精确,公式简单,同一计算公式可以用来计算非奇异、几乎奇异和奇异积分,统一了积分算法。  相似文献   

6.
本文提出了一个用边界积分方程——边界元法解克希霍夫平板弯曲问题的协调方案.这个方案在边界上的协调程度与一般有限元法的协调板单元方案相当. 文中给出了边界积分方程的建立方法及有关公式,叙述了数值解的有关过程,对几种角度的悬臂三角板进行了计算.计算结果表明:此方案具有较高的精度,在达到同样精度的前提下可以降低计算成本,所以它对于改进与补充平板计算的数值方法是有益的.  相似文献   

7.
李俊  冯伟哲  高效伟 《力学学报》2016,48(2):387-398
相对于有限元法,边界单元法在求解断裂问题上有着独特的优势,现有的边界单元法中主要有子区域法和双边界积分方程法.采用一种改进的双边界积分方程法求解二维、三维断裂问题的应力强度因子,对非裂纹边界采用传统的位移边界积分方程,只需对裂纹面中的一面采用面力边界积分方程,并以裂纹间断位移为未知量直接用于计算应力强度因子.采用一种高阶奇异积分的直接法计算面力边界积分方程中的超强奇异积分;对于裂纹尖端单元,提供了三种不同形式的间断位移插值函数,采用两点公式计算应力强度因子.给出了多个具体的算例,与现存的精确解或参考解对比,可得到高精度的计算结果.   相似文献   

8.
本文提出了求解平面弹性问题的应力边界元法。简述了边界积分方程的建立,给出了常单元离散化时求系数的解析式。这种方法适用于应力边界值问题。边界积分方程中的一个边界函数就是边界点法向应力和切向应力之和,因此计算孔边应力非常方便。作为数值算例,计算了有孔无限板的孔边应力。应力边界元法也可应用于平面热弹性问题和平板弯曲问题。  相似文献   

9.
导数场边界积分方程通常难以应用,因为存在着超奇异主值积分的计算障碍。弹性理论中有几类不同的位移导数边界积分方程,本文采用算子δij和∈ij(排列张量)作用于这些导数边界积分方程,做一系列变换,原有的超奇异积分被正则化为强奇异积分获解。从而建立了这些位移导数边界积分方程之间的转换关系,它们均可以归结为自然边界积分方程。自然边界积分方程仅存在容易计算的Cauchy主值积分。自然边界积分方程分析可直接获得边界应力和位移导数。  相似文献   

10.
弹性力学平面问题的等价边界积分方程的边界轮廓法   总被引:5,自引:0,他引:5  
基于边界积分方程中被积函数散度为零的特性,提出了弹性力学平面问题的等价边界积分方程的边界轮廓法,该方法无需进行数值积分,只需要计算单元两结点势函数值之差。实例计算说明,基于传统的边界积分方程的边界轮廓法所得到的面力结果是错误,而本文建立的边界轮廓法则可给出精确的结果。  相似文献   

11.
IntroductionIt’swell_knownthatthecomplicatedfundamentalsolution[1,2 ]forHelmholtzequationΔu(x) +k2 u(x) =0  (x∈Ω:boundedopenregioninR2 )isu (x,y) =-iH(2 )0 (k x-y ) 4,thusit’snotconvenientfornumericalcomputation .IfapplyingthesimplefundamentalsolutionofLaplaceequationu 0 (x ,y) =-ln|x-y|(2π) ,theexpressionforthesolutionofequationintheclosedregion Ωisc(y)u(y) + ∫Γu(x) u 0 (x,y) nx -u 0 (x ,y) u(x) n dsx =-k2∫Ωu(x)u 0 (x,y)dΩx.Astherightsideappearstheregionalintegrationinclu…  相似文献   

12.
In this paper, the radial integration method is used to obtain a boundary element formulation without any domain integral for general anisotropic plate bending problems. Two integral equations are used and the unknown variables are assumed to be constant along each boundary element. The domain integral which arises from a transversely applied load is exactly transformed into a boundary integral by a radial integration technique. Uniformly and linearly distributed loads are considered. Several computational examples concerning orthotropic and general anisotropic plate bending problems are presented. The results show good agreement with analytical and finite element results available in the literature.  相似文献   

13.
弹性薄板弯曲问题的边界轮廓法   总被引:4,自引:0,他引:4  
导出了弹性薄板弯曲问题边界积分方程的另一种形式,基于这种方程,提出了平板弯曲问题的边界轮廓法,讨论了三次边界单元边界轮廓法的计算列式,并给出了计算内力的边界轮廓法方程。该法无需进行数值积分计算,完全避免了角点问题和奇异积分计算。给出的算例,与解析解相比较,证实该方法的有效性。  相似文献   

14.
This paper studies a numerical solution of multiple crack problem in a finite plate using coupled integral equations. After using the principle of superposition, the multiple crack problem in a finite plate can be converted into two problems: (a) the multiple crack problem in an infinite plate and (b) a usual boundary value problem for the finite plate. For the former problem, the Fredholm integral equation is used. For the latter problem, a BIE based on complex variable is suggested in which a Cauchy singular kernel exists. For the proposed BIE, after using the inverse matrix technique, the dependence of the traction at a domain point from the boundary tractions is formulated indirectly. This is a particular advantage of the present study. Several numerical examples are provided and the computed results for stress intensity factor and T-stress at crack tips are given.  相似文献   

15.
加权残数配点法解正交各向异性板的积分方程   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文推导了一般各向异性板弯曲的积分方程,运用加权残数配点法求解了正交各向异性板弯曲的积发方程,本文将部分配点取在边界上,另一部分配点取在域外,只用关于找度的基本积分方程,而不用关于转角的补充积分方程,简化了方程求解和计算程序,由于正交各向异性板没有争析形式的、实用的基本解,本文提出了两种新的近似基本解;加权双三角级数;广义各向同性板解析形式的基本解和加权双三角级数的叠加,算例表明,本文提出的解法和近似基本解适用于各类边界条件的正交各向异性板,具有简单、可靠、精度高等优点。  相似文献   

16.
In this paper, based on Betti's reciprocal theorem, a set of boundary integral equations of thin plate with a crack is introduced. These boundary integral equations can be used to solve the bending fracture problem of thin plate. In the analysis process a higher-order singular integral equation will be induced. Using the concept of the Hadamard's principal value the higher-order singular integral can be solved conveniently. By this method we have found the analytical solution of a thin plate with a straight crack under pure bending load and indicated how to use the BEM to analyze the bending and fracture problem for thin plate with a straight crack. At the end of the paper some numerical examples are given. Numerical results show the accuracy and efficiency of the algorithms.  相似文献   

17.
多孔饱和半空间上弹性圆板垂直振动的积分方程   总被引:5,自引:0,他引:5  
金波 《力学学报》2000,32(1):78-86
应用新的方法求解多孔饱和固体的动力基本方程-Biot波动方程,首先把Biot波动方程化为仅有土骨架位移和孔隙水压力的偏微分方程组,并且逐次解耦方法(不引入位移势函数)求解此偏微分方程组,然后按混合边值条件建立多孔饱和半空间上弹性圆板垂直振动的对偶积分方程,用Abel变换化对偶积分方程为第二类Fredholm积分方程。文中考虑两种孔隙流体的表面边界条件:(a)半空间表面(包括圆板与半空间的接触面)是  相似文献   

18.
The meshless local boundary integral equation method is a currently developed numerical method, which combines the advantageous features of Galerkin finite element method ( GFEM ), boundary element method (BEM) and element free Galerkin method (EFGM), and is a truly meshless method possessing wide prospects in engineeringapplications. The companion solution and all the other formulas required in the meshless local boundary integral equation for a thin plate were presented, in order to make this method apply to solve the thin plate problem.  相似文献   

19.
A static, purely flexural mechanical analysis is presented for a Kirchhoff solid circular plate, deflected by a transverse central force, and clamped along two antipodal arcs, the remaining part of the boundary being free. By adopting an integral formulation, the contact reaction is assumed to be formed by four equal concentrated forces acting at the support extremities, accompanied by two distributed moments with radial and circumferential axis, respectively. This plate problem is rephrased in terms of a complex-valued Hilbert singular integral equation of the second kind, whose solution is obtained in analytical, integral form. A design chart is presented that reports the plate central deflection as a function of the angular width of the plate supports.  相似文献   

20.
The acoustic reflected pressure from a periodic elastic/piezoelectric laminated plate is studied for the purpose of acoustic reflection control. A finite difference/boundary integral procedure to determine the reflected pressure from the fluid-loaded plate is described. In the numerical model, a Green‘s function in the form of infinite sum is employed and a boundary integral is performed to replace the fluid pressure at fluid/solid interface by a continuum of point sources weighted by the normal acceleration of the elastic plate. The equation system is then solved only in the solid domain. It is demonstrated that an appropriate applied voltage potential across the piezoelectric layer has the effect of cancelling the fundamental propagating mode, and there is no reflection for frequencies up to the cut-off frequency of the next propagating mode if the fundamental mode has been eliminated.  相似文献   

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