奇异解的校正

一、主要结果文[1]以渐近展开式为基本工具,研究了用线性有限元解的高次插值构造亏量的有限元亏量校正方法,这是有限元高精度算法的重大进展.但文[1]对解的光滑性作了较强的假设,对一些问题,例如凹角域问题,解具有奇异性,文[1]的论证方法无效.本文以超收敛为基本工具,用不同于文[1]的论证方法证明了有限元校正方法可提高凹角域问题有限元解的精度阶.     

一个平面弹性问题的虚位移原理和Locking-Free非协调有限元方法

证明了平面弹性问题的虚位移原理,提出了一个新的非协调有限元解决纯位移边界条件下的Locking现象,该方法是Robust和Optimal,证明了能量模的收敛性,并且证明了误差估计结果与参数λ无关.     

平面线弹性纯位移边值问题低阶非协调矩形元的Robust多重网格方法

1引 言 对于各向同性,均匀介质的平面线弹性问题,当Lamé常数λ→∞(泊松率v→0.5)时,即对于几乎不可压介质,通常的协调有限元格式的解往往不再收敛到原问题的解,或者达不到最优收敛阶,这就是所谓的闭锁现象(见[3],[7],[8]及[10]).究其原因,在通常的有限元分析中,其误差估计的系数与λ有关,当λ→∞时,该系数将趋于无穷大.因此为克服闭锁现象就需要构造特殊的有限元格式,使得当λ→∞时,有限元逼近解仍然收敛到原问题的解.     

各向异性网格下Bogner-Fox-Schmit元的超收敛

1引言 有限元超收敛的研究已有三十多年的历史,至今为止已取得了丰富的成果,可见[3],[18],[10],[6],[5]以及[17].1981年,陈传淼(见[2]345-372页)考虑了四阶板问题有限元解的超收敛性,得到了高一阶的超收敛结果.1995年,林群和罗平[8]用积分恒等式技巧再次研究这个问题,在均匀矩形网格的条件下,得到了更好的结论,有限元解与有限元插值函数之间的误差在H2范数下,有高二阶的超收敛.     

MITC元的分析

1 引言 有限元求解厚薄板通用的R-M(Reissner-Mindlin)模型板问题,单元只需具有C°连续性,这一点优于需具有C~1连续性的Kirchhoff模型薄板单元.但是当板厚趋于零时,通常的低阶C°元却不收敛,这就是所谓的Locking现象.Bathe和Brezzi等将R-M板模型转化成2阶椭园问题与Stokes问题的耦合形式,据此提出求解R-M板问题的混合扦值单元MITC~([1]、[2]、[3]):设挠度ω的形函数空间是W,转角β=(βx,βy)的形空间是B,在计算剪切应变时,分别将βx,βy按不同方式投影到空间和.数值结果表明这类单元具有很好的收敛性.本文分析MITC元,导出投影算子的显表达式,根据[5]关于Locking现象的一个数学分析,证明当板厚趋于零时,投影算子的选取方式使剪切应变部分对应于特定点上的Kirchhoff条件,引起Locking现象的因素被消除,从而显式证明MITC元避免了Locking 现象. 2 MITC元的整体性质 考虑R-M板弯曲问题,求挠度,转角,使下列板的能量泛函达极小: (1) (2) 其中E是杨氏模量,υ是Possion比,0<υ<1/2,t是板厚,k是剪力校正因子,Ω是板的中面占有的平面区域,f是横向荷载.(1)的第一项是弯曲应变能,第二项是剪切应变能. 设有限元空间是W_h×B_h,W_hH_0~1(Ω),B_h[H_0~1(Ω)]~2,J_h是Ω的单元部分,Ω=K,K是单元,对(1)的直接离散是求(     

用位移非协调广义变分原理解含裂纹体的圣维南扭转问题

本文根据钱伟长教授的弹性力学小位移非协调元的广义变分原理[1]采用裂纹尖端奇异元素[2]及本文作者给出的八节点等参数环绕元素,对含有径向纵裂纹的圣维南扭转问题进行了有限元分析,并与参考文献[2]的计算结果进行了比较,计算结果表明,用本文提供的方法,在自由度很低的情况下,就可得到相当满意的收敛解答.     

Hilbert空间的一个约束极值问题和非协调有限元的加罚方法

在实践中成功地运用了非协调有限元并因此而使它受到人们的注意和研究。使用非协调元的一个方法是加罚方法。这是Babuska和Zlamal首先在[1]中提出的。冯康在[4]中证明:一般的,当惩罚项满足某些条件时,加罚方法总是收敛的。 非协调元(以及杂交元和某些其他数值解法)的理论研究,可以归结为Hilbert空间的一个约束极值问题。本文首先对这一抽象问题进行了分析,证明了加罚方法的收敛性     

带有对流项的拟线性Sobolev方程的差分-流线扩散法

1　引　　言流线扩散法 (Stream line- Diffusion method,简称 SD方法 )是由 Hughes和 Brooks在文献 [1]中提出 ,并由 Johnson等人 (文献 [2 ]- [4])发展起来的求解对流占优扩散问题 (包括双曲型问题 )的一种有效的数值方法 .SD方法兼具有良好的数值稳定性和高阶收敛精度已广泛地应用于计算流体等诸多问题 .然而 ,传统的 SD方法均采用时空有限元求解发展型问题 .这样 ,虽可使时间和空间方向上的精度很好的协调起来 ,却增大了实际计算的复杂程度 ;对非线性问题也不便进行线性化处理 .孙澈等人在文献 [5 ]中对对流扩散问题提出了仅对空间…     

抛物型积分-微分方程有限元近似的超收敛性质

1　引　　言有限元超收敛性质在有限元方法的研究中占有重要的地位 .利用超收敛性不仅可提高有限元实际计算的精度 ,而且还可得到后验误差估计 .对于椭圆问题有限元超收敛性质的研究目前已有了较丰富的结果 [1 - 3] ,而对于近年来引起广泛关注的发展型积分 -微分方程[4- 6] ,这方面的研究尚不成熟 .本文将研究一维抛物型积分 -微分方程半离散有限元近似的超收敛性质 ,证明了剖分单元上的 Lobatto点、Gauss点和拟 Lobatto点分别是函数、一阶和二阶导数逼近的超收敛点 ;并且在一定条件下证明了强超收敛二择一定理 ;在每个单元上 ,单元中点或…     

Wilson元求解二阶椭圆问题的一种新格式

<正>1引言Wilson元是工程计算中常用的一种有限元,与双线性协调元相比它不仅可求出问题解的函数值,还可以求出解的二阶导数值,这一点在多尺度渐近展开理论分析中显得非常重要(参见[6][2]).wil80n元用的是分片二次多项式,用传统方法求解二阶椭圆问题,收敛阶只能达到O(h).文献[5]给出一个反例说明这个收敛阶是最优的,不能被改进.借鉴文献[3]本文改进了离散双线性型并在双线性型上添加了稳定项后使收敛阶提高到O(h~2),另一方面本文使用的范数要比传统方法中的范数大,更显示出本文方法的高收敛性,数值实验进一步说明了理论分析的正确性.     

一类组合结构平衡问题与特征值问题的非协调有限元方法

利用有限元方法求解弹性组合结构问题,往往遇到非协调情形.这不仅由于各构件采用的有限元本身的非协调性,而且在于各构件有限元间的连接条件一般不相匹配.在[2]中.我们曾利用Strang的结果,对板-梁组合结构一些具体的非协调有限元解进行     

混合有限元法的误差分析

关于混合变分问题有限元方法的研究工作,见[1]—[4].其中已得出混合法的最优误差估计.本文讨论抽象混合有限元法的误差并证明一些超收敛估计,然后将其应用到具体问题上,即应用到一个四阶边值问题和一个二阶边值问题.     

一个两点边值奇异问题有限元的超收敛性

有限元的超收敛性在现今有限元收敛理论研究中占有重要地位(参见[1]及所引文献)。本文将讨论如下两点边值奇异问题线性有限元解的超收敛性质。     

p—型有限元方法的L^2模误差估计的一个补充

本文讨论Kenneth Erikssion提出的模型问题的p-型有限元方法,解决了文[1]定理2后提出的问题,并给出提高误差收敛阶的一个方法。     

二阶问题的一个类Wilson非协调元

§1.引言 Wilson元是工程计算中常用的一种非协调元,数值计算效果很好,但是Wilson元对于任意四边形网格却不能收敛.石钟慈在[1]中限制四边形单元剖分,要求四边形单元满足对角线中点距离d_K=o(h_K~2),而[2]—[3]则修改了双线性形式,即在刚度矩阵元素的计算中采用某种数值积分,这两种方法均使得Wilson元达到收敛.另外,通过改变形状函数,[4]—[5]提出了一个六参数非协调四边形单元QP6,它是推广的Wilson元.此元对任意四边形网格能够收敛,但其单元上的形状函数非常依赖单元本身.     

二阶问题的一个类Wilson非协调元

§1.引言 Wilson元是工程计算中常用的一种非协调元,数值计算效果很好,但是Wilson元对于任意四边形网格却不能收敛.石钟慈在[1]中限制四边形单元剖分,要求四边形单元满足对角线中点距离d_K=o(h_K~2),而[2]—[3]则修改了双线性形式,即在刚度矩阵元素的计算中采用某种数值积分,这两种方法均使得Wilson元达到收敛.另外,通过改变形状函数,[4]—[5]提出了一个六参数非协调四边形单元QP6,它是推广的Wilson元.此元对任意四边形网格能够收敛,但其单元上的形状函数非常依赖单元本身.     

非协调元逼近非单调型拟线性椭圆问题的超收敛分析

研究了非协调有限元逼近非单调型拟线性椭圆问题,使用超收敛误差估计技巧,得出该问题光滑解和有限元解之间存在的超收敛关系.     

一种改进的超收敛与外推的方法

1.引 言 由于采用高精度算法能大大提高有限元计算的精度,因此有许多专家对它进行了多方面研究,取得了一批卓有成效的成果[16]研究有限元高精度的方法主要有两种: （1）美国H.A.Schatz.B.wahlbin[4,5]等发现的直接考察u-uh或　（u-uh）在局部对称点所具有的超收敛性的方法. （2）中国林群,朱起定[1,2],陈传淼[3]等所发现的通过研究uI-uh或　（uI-uh）所具有的整体超收敛与外推性质来得到u-uh或　（u-uh）在剖分点与其他某些特殊点的超收敛与外推性质.     

具有对角线化的一致质量矩阵的协调动力有限元

本文系统地研究了具有对角线化的一致质量矩阵的协调动力有限元.前文[1],[2]中,作者研究了具有对角线化的一致质量矩阵的动力有限元,并用此处理弹塑性撞击问题,但这些有限元都是不协调的.本文对空间四面体有限元和轴对称的三角环有限元求得了既有对角线化的一致质量矩阵,又有协调性质的形函数.这种有限元既可以用来处理撞击等和时间过程有关的问题,也可以处理振动计算,包括线性和非线性问题.     

关于多孔介质可混溶流体Galerkin方法后处理

本文利用林群教授[4]介绍的有限元方法，对藕合半线性问题做后处理，使整体解超一阶收敛．