三维接触问题的非光滑算法

给出了一种非光滑算法直接用于求解三维摩擦接触问题的不可微非线性互补模型,不再对模型进行光滑化处理,使算法更加简单。文中对非光滑算法的收敛性给出了严格的数学证明,数值实验表明该算法列式简单,但与光滑化算法同样有效。     

非光滑方程组方法在求解非匹配网格接触问题中的应用

将非光滑方程组方法与Mortar StS接触模型(Mortar Segment-to-Segment)相结合,来求解接触面网格非匹配时的弹性接触问题.其中,非光滑方程组方法是求解弹性摩擦接触问题的有效方法,具有精确满足接触条件、迭代算法收敛性有理论保证的优点,但目前仅用于求解网格匹配的接触问题.Mortar StS接触模型可以较为方便地处理网格非匹配接触问题,其特点是不引入过多约束,满足接触分片检验条件,但目前大都采用“试验-误差”迭代方法求解控制方程,对于复杂接触问题,其收敛性不易保证.因此,将二者结合来处理网格非匹配接触问题,既可以提高求解精度,又能使得算法的收敛性得到理论保证.数值算例对接触分片检验和算法的计算精度进行了验证.     

三维摩擦接触问题的增量线性互补方法

借助罚因子建立了三维摩擦接触本构模型,接触条件被表示为类似于非关联流动的弹塑性本构关系的形式。采用增量描述,对Coulomb摩擦定律采用Taylor展开作线性近似,导出了接触问题的互补虚功方程,然后基于有限元离散建立了三维摩擦接触问题的增量线性互补方法。数值算例表明了本文方法的有效性。     

样条边界元法分析圆形基础板非线性非光滑接触

本文用样条边界元法分析轴对称圆形基础板的非线性非光滑接触。除事先给出外力与地基表面位移的对应关系外,地基的模型、板的厚薄(Reissner/Kirchhoff型)和外荷载沿径向的分布均可是任意的。文中将地基反力看作板的外载,对变量沿径向采用不等距祥条插值,并用无地基效应的板基本解。算例表明本文方法只要用少量自由度,便可得到令人满意的结果。     

接触问题的非线性互补—接触柔度法

基于势能互补原理，不引入额外松弛变量，对库仑摩擦定律未做预先性化近似，提出了三维弹性摩擦接触问题的非线性互补－接触柔度法，收敛性和收敛速率得到了严格理论保证。数值实验结果表明方法可靠，有效，低存储量，高精度。     

接触问题的非线性互补－接触柔度法

基于势能互补原理，不引入额外松弛变量，对库仑摩擦定律未做预先线性化近似，提出了三维弹性摩擦接触问题的非线性互补－接触柔度法，收敛性和收敛速率得到了严格理论保证。数值实验结果表明方法可靠、有效、低存储量、高精度     

摩擦接触问题的比例边界等几何B可微方程组方法

摩擦接触问题是计算力学领域最具挑战性的问题之一,接触系统的泛函具有非线性、非光滑的特点,导致接触算法的收敛性与精确性难以保证.因此将比例边界等几何分析(scaled boundary isogeometric analysis,SBIGA)与B可微方程组(B dierential equation,BDE)相结合,提出了求解二维摩擦接触问题的比例边界等几何B可微方程组方法.在比例边界等几何坐标变换的基础上,通过虚功原理推导了关于边界控制点变量的接触平衡方程,表示成B可微方程组形式的接触条件可被严格满足,求解B可微方程组的算法的收敛性有理论保证.此比例边界等几何B可微方程组方法(SBIGA-BDE)只需在接触体边界进行等几何离散,使问题降低一维,能精确描述接触边界,并可通过节点插入算法进行真实接触区域的识别.此外,由于几何建模和数值分析使用相同的基函数,节约了划分网格的时间.以赫兹接触问题和悬臂梁摩擦接触问题为例,通过与解析解及数值计算软件ANSYS计算结果进行对比,验证了该方法求解二维摩擦接触问题的有效性及高精度等特点.      

Nonlinear Krylov subspace methods for solving nonsmooth equations

IntroductionConsider the nonsmooth equationsF(y)=0,(1)whereF:D Rn→Rn.In1993,Qi and Sun[1]proposed the generalized Newton method forsolving Eq.(1)yk 1=yk-Vk-1F(yk),(2)whereVk∈F(yk)is the generalized Jacobi matrixofF[2],F(y)=Co{lyii→myyi∈DF F(yi)},andpr…     

基于精细积分技术的非线性动力学方程的同伦摄动法

将精细积分技术（PIM）和同伦摄动方法（HPM）相结合,给出了一种求解非线性动力学方程的新的渐近数值方法。采用精细积分法求解非线性问题时,需要将非线性项对时间参数按Taylor级数展开,在展开项少时,计算精度对时间步长敏感;随着展开项的增加,计算格式会变得越来越复杂。采用同伦摄动法,则具有相对筒单的计算格式,但计算精度较差,应用范围也限于低维非线性微分方程。将这两种方法相结合得到的新的渐近数值方法则同时具备了两者的优点,既使同伦摄动方法的应用范围推广到高维非线性动力学方程的求解,又使精细积分方法在求解非线性问题时具有较简单的计算格式。数值算例表明,该方法具有较高的数值精度和计算效率。     

Existence results for unilateral contact problem with friction of thermo-electro-elasticity

This work studies a mathematical model describing the static process of contact between a piezoelectric body and a thermally-electrically conductive foundation. The behavior of the material is modeled with a thermo-electro-elastic constitutive law. The contact is described by Signorini's conditions and Tresca's friction law including the electrical and thermal conductivity conditions. A variational formulation of the model in the form of a coupled system for displacements, electric potential, and temperature is de- rived. Existence and uniqueness of the solution are proved using the results of variational inequalities and a fixed point theorem.     

Parallel Multisplitting AOR method for solving a class of system of nonlinear algebraic equations

ＰＡＲＡＬＬＥＬＭＵＬＴＩＳＰＬＩＴＴＩＮＧＡＯＲＭＥＴＨＯＤＦＯＲＳＯＬＶＩＮＧＡＣＬＡＳＳＯＦＳＹＳＴＥＭＯＦＮＯＮＬＩＮＥＡＲＡＬＧＥＢＲＡＩＣＥＱＵＡＴＩＯＮＳＢａｉＺｈｏｎｇｚｈｉ（白中治）（ＩｎｓｔｉｔｕｉｅｏｆＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓＦｕ...     

Plane contact problem for periodic laminated composite involving frictional heating

Summary The stationary problem of a rigid thermally insulated punch sliding over the boundary surface of a periodic two-layered thermoelastic half-space is considered. The heat generated in the contact area is assumed to be caused by frictional forces. The problem is formulated within the framework of thermoelasticity with microlocal parameters, and it is reduced to a system of two integral equations, which is solved numerically. The effects connected with the composite structure are analyzed.     

气体钻井中接触非线性问题的数值算法研究

根据动量守恒和钻柱力学的基本理论,建立了气体钻井三维弯曲井眼钻柱动力学模型和钻柱与井壁接触碰撞模型;提出了一种求解钻柱与井壁接触非线性有限元方程的元胞自动机算法。该方法具有编程简单、收敛速度快等优点,以实际工况为例进行仿真模拟,选取有代表性节点的仿真计算结果并加以分析。仿真结果表明:该方法较好地解决了三维弯曲井眼中钻柱与井壁接触碰撞的复杂边界条件问题,在解决气体钻井钻柱与井壁接触非线性问题的研究中具有良好的应用前景。     

Taylor expansion method for nonlinear evolution equations

Introduction Thestudyofnonlinearevolutionequationsisafascinatingproblemwhichisattheveryheart oftheunderstandingofmanyimportantproblemsinthenaturalsciences[1,2].Thenonlinear evolutionequationsandtheirnumericalapproximationareveryimportantintheareasof theoreticalmathematicsandcomputationalmathematics.Aninterestingfeatureofthe approximationtheoryofthenonlinearevolutionequationsistheapplicationsofthefunctional analyticmethodstothenumericalapproximationofthenonlinearevolutionequations. Thispaperist…     

The auto-adjustable damping method for solving nonlinear equations

I.IntroductionTherearealotofnonlinearproblemsinengineering.Forexamples,theheattrallsfel'with'nonlinearradiation-convectionboundaryalldlimitedheatcapacity,thenonlinearhydrodynamicsandaerodynamics,thenonlillearstrtlcturaldynamicresponsesandtheIihe.Itisalmostimpossibletosolvethe11onlinearequationsbydirectmethodexceptfi)rsomespecialnonlinearequations.Thegeneralapproachislinearizingtheequationsandformingvariousiterationprocedures.Forthestronglynonlillearproblems,thesolutionobtainedintheitcrativep…