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相似文献
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1.
本文将有限元法与康托洛维奇方法进行适当组合,吸收二者的主要优点,提出在单元的位移插值函数中附加康托洛维奇项。康托洛维奇方法是一种半解析法,其在解析方向具有较高的精度,在一定程度上弥补了原有限元方法中插值函数选取的盲目性,能够较好地反映微分方程的固有性质,提高其适应性。在单元的位移插值函数中附加内部无节点的位移项,无需增加新的单元与节点,使用较少的单元即可获得较高的精度。并且,这些附加项满足单元边界条件为零,故其在单元与单元的交界面上是保证协调的。本文通过算例充分说明了此方法的特点和优越性。  相似文献   

2.
有别于有限元法,无网格法采用基于点的近似,可彻底或部分地去除网格(只保留积分所需的背景网格),在保证计算精度同时降低计算难度。无网格伽辽金法(Element Free Galerkin method, EFG)是一种基于移 动最小二乘近似(Moving Least-Squares, MLS)的全局弱式无网格法,广泛应用于计算力学等领域,该方法的一个缺点是:计算过程中产生的系数矩阵含有的非零元数量比有限元法多,即使处理中等规模模型时,也要求计算机有很大的存储空间,并且计算时间长。波前法在有限元法中已有很成熟的应用,但至今没有应用于无网格方法。本文介绍了波前法在无网格伽辽金法中的应用方法,编写了相应的计算程序,并以弹性力学为例做了验算。  相似文献   

3.
贾祖朋  蔚喜军 《力学学报》2010,42(2):177-182
提出了一种基于水平集的Eulerian-Lagrangian耦合方法,其中Lagrangian方法采用相容显式有限元拉氏方法,Eulerian方法采用基于近似Riemann解的有限体积Eulerian方法,多介质界面处理采用新的水平集和Ghost方法计算. 给出了若干数值算例,包括激波管问题以及金属和气体的运动界面及其大变形问题,并分别与精确解和相容显式有限元拉氏方法的计算结果进行了对比. 数值结果表明,该方法计算结果正确,精度较高,能够准确捕捉物质界面,适用于处理大变形问题.   相似文献   

4.
非线性振动系统周期运动及其稳定性的数值研究   总被引:6,自引:0,他引:6  
§1引言确定型非线性振动系统的运动可分类如下: 1.非定常运动;2.定常运动:(1)周期运动,(2)各态历经运动,(3)浑沌运动。其中非定常运动是一暂态过程,会随着时间的增长逐步衰减乃至实际上消失。定常运动中的各态历经运动,指系统至少有两个互不通约(即其比值为无理数)的振动频率,因此运动虽然局   相似文献   

5.
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   

6.
基于核重构思想的配点型无网格方法的研究--一维问题   总被引:1,自引:0,他引:1  
无网格方法按其离散原理可分为Galerkin型、配点型等。其中Galerkin型无网格方法的实施需要背景网格,不属于真正的无网格法;配点型无网格方法的实施不需要背景网格,是真正的无网格法。本文首先介绍了重构核点法的基本原理,然后基于核重构思想,与配点法相结合,以一维问题为例,研究了配点型无网格方法,对该方法构造过程中的近似函数及其导数的计算、修正函数的计算及方法的实现等问题进行了探讨。并结合若干典型算例,检验了其计算精度与收敛姓。  相似文献   

7.
无网格局部强弱法求解不规则域问题   总被引:6,自引:5,他引:1  
无网格局部彼得洛夫-伽辽金(meshless local Petrov-Galerkin,MLPG)法是一种具有代表性的无网格方法,在计算力学领域得到广泛应用.然而,这种方法在边界上需执行积分运算,通常很难处理不规则求解域问题.为了克服MLPG法的这种局限性,提出了无网格局部强弱(meshless local strong-weak,MLSW)法.MLSW法采用MLPG法离散内部求解域,采用无网格介点(meshless intervention-point,MIP)法施加自然边界条件,并采用配点法施加本质边界条件,避免执行边界积分运算,可适用于求解各类复杂的不规则域问题.从理论上讲,这种结合式方法,既保持了MLPG法稳定而精确计算的优势,同时兼备配点型方法在处理复杂结构问题时简洁而灵活的优势,实现了弱式法和强式法的优势互补.此外,MLSW法采用移动最小二乘核(moving least squares core,MLSc)近似法来构造形函数,是对传统移动最小二乘(moving least squares,MLS)近似法的一种改进.MLSc使用核基函数代替通常的基函数,有利于数值求解的精确性和稳定性,而且其导数近似计算变得更为简单.数值算例结果初步表明:这种新方法实施简单,求解稳定、精确,表现出适合工程运用的潜力.  相似文献   

8.
热传导问题灵敏度分析的伴随法   总被引:5,自引:1,他引:5  
在热传导灵敏度分析的直接法的研究基础上,进一步探讨了稳态和瞬态热传导问题灵敏度分析的伴随法.推导了伴随法的计算列式,对于瞬态热传导问题,研究了瞬态约束处理的关键点方法,并提出伴随方程的精细积分解法。算例表明,稳态问题灵敏度计算,伴随法与直接法的结果是一致的;瞬态问题灵敏度计算,两种方法的精度相当。  相似文献   

9.
胡凯  高效伟  徐兵兵 《力学学报》2022,54(7):2050-2058
单元微分法是一种新型强形式有限单元法. 与弱形式算法相比, 该算法直接对控制方程进行离散, 不需要用到数值积分. 因此该算法有较简单的形式, 并且其在计算系数矩阵时具有极高的效率. 但作为一种强形式算法, 单元微分法往往需要较多网格或者更高阶单元才能达到满意的计算精度. 与此同时, 对于一些包含奇异点的模型, 如在多材料界面、间断边界条件、裂纹尖端等处, 传统单元微分法往往得不到较精确的计算结果. 为了克服这些缺点, 本文提出了将伽辽金有限元法与单元微分法相结合的强?弱耦合算法, 即整体模型采用单元微分法的同时, 在奇异点附近或某些关键部件采用有限元法. 该策略在保留单元微分法高效率与简洁形式等优点的同时, 确保了求解奇异问题的精度. 在处理大规模问题时, 针对关键部件采用有限元法, 其他部件采用单元微分法, 可以在得到较精确结果的同时, 极大提高整体计算效率. 在本文中, 给出了两个典型算例, 一个是具有切口的二维问题, 一个是复杂的三维发动机问题. 针对这两个问题, 分析了该耦合算法在求二维奇异问题和三维大规模问题时的精度与效率.   相似文献   

10.
A hybrid building‐block Cartesian grid and gridless method is presented to compute unsteady compressible flows for complex geometries. In this method, a Cartesian mesh based on a building‐block grid is used as a baseline mesh to cover the computational domain, while the boundary surfaces are represented using a set of gridless points. This hybrid method combines the efficiency of a Cartesian grid method and the flexibility of a gridless method for the complex geometries. The developed method is used to compute a number of test cases to validate the accuracy and efficiency of the method. The numerical results obtained indicate that the use of this hybrid method leads to a significant improvement in performance over its unstructured grid counterpart for the time‐accurate solution of the compressible Euler equations. An overall speed‐up factor from six to more than one order of magnitude and a saving in storage requirements up to one order of magnitude for all test cases in comparison with the unstructured grid method are demonstrated. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

11.
气体化学反应流动的DSMC/EPSM混合算法研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
发展了平衡粒子模拟方法(EPSM),建立了与高温气体化学反应动力学理论相匹配的:EPSM耦合模型,并通过混合参数进行流区的自动识别,将:EPSM方法与蒙特卡罗直接模拟方法(OSMC)结合,构造了可模拟化学反应流动的DSMC/EPSM混合算法。应用该算法对汲及化学反应的二维高超音速竖板绕流流场进行模拟,将结果与DSMC方法的结果进行比较,验证了新算法对求解化学反应流动的可行性。将混合算法的计算效率与DSMC方法的计算效率进行比较,发现混合算法能够大大提高计算效率。  相似文献   

12.
压电材料平面问题的虚边界元-等额配点解法   总被引:2,自引:0,他引:2  
利用压电材料平面问题的基本解和弹性力学虚边界元方法的基本思想,提出了压电材料平面问题的虚边界元-等额配点解法。该解法继承了传统边界元方法的优点,而避免了传统边界元方法遇到的边界积分奇异性问题。最后给出了压电材料平面问题的一些具体算例,并与解析解作了比较。结果表明本文的方法有很高的精度,是该问题一个十分有效的数值求解方法。  相似文献   

13.
This paper presents a method of controlling the water levels in a conduit system by employing optimal control theory and the finite element method. A shallow‐water equation is employed for the analysis of flow behaviour. Optimal control theory is utilized to obtain a control value for the target state value. The Sakawa–Shindo method is employed as a minimization technique. For the computational storage requirements, the time domain decomposition method is applied. The Crank–Nicolson method is used for temporal discretization. In addition to a method for optimally controlling water level, a method is presented for determining transversality conditions, the terminal condition of the Lagrange multiplier. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

14.
《Comptes Rendus Mecanique》2017,345(2):130-136
In this paper, an efficient and robust numerical method is proposed to solve non-symmetric eigenvalue problems resulting from the spatial discretization with the finite element method of a vibroacoustic interior problem. The proposed method relies on a perturbation method. Finding the eigenvalues consists in determining zero values of a scalar that depends on angular frequency. Numerical tests show that the proposed method is not sensitive to poorly conditioned matrices resulting from the displacement–pressure formulation. Moreover, the computational times required with this method are lower than those needed with a classical technique such as, for example, the Arnoldi method.  相似文献   

15.
将EPSM算法与DSMC方法结合,构造了可模拟含近连续流区及过渡流区的DSMC/EPSM混合算法。运用混合算法模拟了马赫数等于5时超音速竖板绕流及马赫数等于4时超音速平板绕流,并将结果与DSMC算法的结果进行比较,证明了DSMC/EPSM混合算法的有效性,同时将EPSM算法与DSMC算法的效率进行了比较。  相似文献   

16.
提出分块波前法求解非对称大型有限元方程组,该方法综合分块解法和波前法的优点,根据计算机容量和方程的阶数优化计算过程,以在经济效率和存储效率之间达到平衡。本文利用该方法求解了轮胎稳态滚动有限元方程组,表明该方法是有效、可靠的。  相似文献   

17.
In this paper we describe a time-splitting method for the three-dimensional shallow water equations. The stability of this method neither depends on the vertical diffusion term nor on the terms describing the propagation of the surface waves. The method consists of two stages and requires the solution of a sequence of linear systems. For the solution of these systems we apply a Jacobi-type iteration method and a conjugate gradient iteration method. The performance of both methods is accelerated by a technique based on smoothing. The resulting method is mass-conservative and efficient on vector and parallel computers. The accuracy, stability and computational efficiency of this method are demonstrated for wind-induced problems in a rectangular basin.  相似文献   

18.
接触问题应力分析的混合解法   总被引:3,自引:0,他引:3  
接触问题是一个极其复杂的非线性问题,单独使用数值方法或实验方法求解应力都有一定的困难.有限元计算与平面光弹性实验相结合的混合法是对接触问题进行应力分析简单而有效的途径.  相似文献   

19.
谱体积方法是一种本质上解决网格依赖性的高精度CFD计算方法,本文研究了二维Euler方程的谱体积方法,提出一种基于切比雪夫多项式的单元分割方法,建立了基于WENO的变量限制器方法,并发展了结合谱体积和控制体的问题单元标记方法.采用15°超声速压缩拐角和NACA0012跨声速流动两个典型算例进行验证,结果表明,该分区方法具有更好的计算精度,标记方法可有效识别不连续区域,在较少的网格下即可获得与密网格传统有限体积法相当的计算精度.  相似文献   

20.
Model reduction technique is usually employed in model updating process.In this paper,a new model updating method named as cross-model cross-frequency response function(CMCF) method is proposed and a new iterative method associating the model updating method with the model reduction technique is investigated.The new model updating method utilizes the frequency response function to avoid the modal analysis process and it does not need to pair or scale the measured and the analytical frequency response function,which could greatly increase the number of the equations and the updating parameters.Based on the traditional iterative method,a correction term related to the errors resulting from the replacement of the reduction matrix of the experimental model with that of the finite element model is added in the new iterative method.Comparisons between the traditional iterative method and the proposed iterative method are shown by model updating examples of solar panels,and both of these two iterative methods combine the CMCF method and the succession-level approximate reduction technique.Results show the effectiveness of the CMCF method and the proposed iterative method.  相似文献   

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