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相似文献
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1.
基于新近提出的具有最佳超收敛阶的单元能量投影(EEP)超收敛算法,提出用具有最佳超收敛阶的EEP超收敛解对有限元解进行误差估计,用均差法进行网格划分,用拟有限元解进行多次遍历而不反复求解有限元真解,形成一套新型的一维有限元自适应求解策略.该法理论上简明清晰,算法上高效可靠,对于大多数问题,一步自适应迭代便可给出按最大模度量逐点满足误差限的有限元解答.以二阶椭圆型常微分方程模型问题为例,介绍了该法的基本思想、实施策略及具体算法,并给出具有代表性的数值算例,以展示该法的优良性能和效果.  相似文献   

2.
Timoshenko梁单元超收敛结点应力的EEP法计算   总被引:6,自引:1,他引:5  
王枚  袁驷 《应用数学和力学》2004,25(11):1124-1134
将新近提出的单元能量投影(Element Energy Projection,简称EEP)法应用于Timoshenko梁单元的超收敛结点应力计算.根据单元投影定理具体推导了一般单元的计算公式,并对两个有代表性的单元给出了数值算例.分析和算例表明,EEP法对于解答是向量函数(即常微分方程组)的问题具有同样优良的表现,不仅能给出与结点位移精度同阶、同量级的超收敛结点应力,而且在位移出现了剪切闭锁的情况下仍能有效地克服应力的剪切闭锁.该研究为EEP法广泛应用于一般的一维常微分方程组问题的有限元解答的超收敛计算打下了良好的基础.  相似文献   

3.
给出线性有限元求解二阶椭圆问题的有限元网格超收敛测度及其应用.有限元超收敛经常是在具有一定结构的特殊网格条件下讨论的,而本文从一般网格出发,导出一种网格的范数用来描述超收敛所需要的网格条件以及超收敛的程度.并且通过对这种网格范数性质的考察,可以证明对于通常考虑的一些特殊网格的超收敛的存在性.更进一步,我们可以通过正则细分的方式在一般区域上也可以自动获得超收敛网格.最后给出相关的数值结果来验证本文的理论分析.  相似文献   

4.
针对二维非线性对流扩散方程,构造了特征有限元两重网格算法.该算法只需要在粗网格上进行非线性迭代运算,而在所需要求解的细网格上进行一次线性运算即可.对于非线性对流占优扩散方程,不仅可以消除因对流占优项引起的数值振荡现象,还可以加快收敛速度、提高计算效率.误差估计表明只要选取粗细网格步长满足一定的关系式,就可以使两重网格解与有限元解保持同样的计算精度.算例显示:两重网格算法比特征有限元算法的收敛速度明显加快.  相似文献   

5.
离散系统运动方程的Galerkin有限元EEP法自适应求解   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
对于结构动力分析中的离散系统运动方程,现有算法的计算精度和效率均依赖于时间步长的选取,这是时间域问题求解的难点.基于EEP(element energy projection)超收敛计算的自适应有限元法,以EEP超收敛解代替未知真解,估计常规有限元解的误差,并自动细分网格,目前已对诸类以空间坐标为自变量的边值问题取得成功.对离散系统运动方程建立弱型Galerkin有限元解,引入基于EEP法的自适应求解策略,在时间域上自动划分网格,最终得到所求时域内任一时刻均满足给定误差限的动位移解,进而建立了一种时间域上的新型自适应求解算法.  相似文献   

6.
有限元超收敛新论   总被引:1,自引:0,他引:1  
朱起定  赵庆华 《数学进展》2004,33(4):453-466
本文从三个方面讨论二阶椭圆问题有限元超收敛.1.一致网格上的新超收敛结果.利用新的“投影型插值”,我们解决了高次三角形元的超收敛问题.2.一般网格的超收敛性.利用局部插值处理和局部磨光处理我们获得了整体超收敛性结果.3.关于当前的两种超收敛技巧.Cornell学派利用一个精致的内估计和网格的点对称性,获得了一个“普遍”的结果,中国学派利用两个基本估计和离散Green函数理论获得了令人满意的结果,两者均很复杂.本文综合了两个学派的方法,简洁地证得上述普遍结果.  相似文献   

7.
基于单元能量投影(element energy projection,EEP)法自适应分析在杆件静力问题以及离散系统运动方程组中所取得的成果,以直杆轴向受迫振动为例,研究并建立了一种在时间域和一维空间域同时实现自适应分析的方法.该方法在时间和空间两个维度都采用连续的Galerkin有限元法(finite element method,FEM)进行求解,根据半离散的思想,由空间有限元离散将模型问题的偏微分控制方程转化为离散系统运动方程组,对该方程组进行时域有限元自适应求解;然后再基于空间域超收敛计算的EEP解对空间域进行自适应,直至最终的时空网格下动位移解答的精度逐点均满足给定误差限要求.文中对其基本思想、关键技术和实施策略进行了阐述,并给出了包括地震波输入下的典型算例以展示该法有效可靠.  相似文献   

8.
提出了基于改进位移模式的二维有限元线法超收敛算法.利用单元内部需满足平衡方程的条件,推导了超收敛计算的解析公式的显式,即将高阶有限元线法解的位移模式用常规有限元线法解的位移模式表示.用常规有限元线法解的位移模式与高阶有限元线法解的位移模式之和构造新的位移模式,基于线性形函数,采用变分形式推导了有限元线法求解的修正的常微分方程组.该算法在前和后处理同时使用超收敛计算公式,在原有试函数的基础上,增加了高阶试函数.使得单元内平衡方程的残差减少,从而达到提高精度的目标.对于二维Poisson方程问题,给出了有代表性的算例,结点和单元内的位移、导数的收敛精度得到了极大的提高.  相似文献   

9.
加罚Navier—Stokes方程的最佳非线性Galerkin算法   总被引:1,自引:0,他引:1  
该文提出了求解二维加罚Navier-Stokes方程的最佳非线性Galerkin算法.这个算法在于在粗网格有限元空间上求解一非线性子问题,在细网格增量有限元空间Wh上求解一线性子问题.如果线性有限元被使用及,则该算法具有和有限元Galerkin算法同阶的收敛速度.然而该文提出的算法可以节省可观的计算时间.  相似文献   

10.
针对平面弹性问题,首先采用基于最新顶点二分法的网格加密方法,给出一种不需要标记振荡项和加密单元、不需要满足"内节点"性质的自适应有限元方法.其次,通过对各层网格上解函数和误差指示子的分析,利用相邻网格层上解函数的正交性、解函数和真解函数的能量误差的上界估计、相邻网格层上误差指示子的近似压缩性等结果,从理论上严格证明了该自适应有限元方法是收敛的.最后数值实验验证了该自适应有限元方法是收敛的和鲁棒的.  相似文献   

11.
A Regularized Newton-Like Method for Nonlinear PDE   总被引:1,自引:0,他引:1  
An adaptive regularization strategy for stabilizing Newton-like iterations on a coarse mesh is developed in the context of adaptive finite element methods for nonlinear PDE. Existence, uniqueness and approximation properties are known for finite element solutions of quasilinear problems assuming the initial mesh is fine enough. Here, an adaptive method is started on a coarse mesh where the finite element discretization and quadrature error produce a sequence of approximate problems with indefinite and ill-conditioned Jacobians. The methods of Tikhonov regularization and pseudo-transient continuation are related and used to define a regularized iteration using a positive semidefinite penalty term. The regularization matrix is adapted with the mesh refinements and its scaling is adapted with the iterations to find an approximate sequence of coarse-mesh solutions leading to an efficient approximation of the PDE solution. Local q-linear convergence is shown for the error and the residual in the asymptotic regime and numerical examples of a model problem illustrate distinct phases of the solution process and support the convergence theory.  相似文献   

12.
Phreatic line detection is a major challenge in seepage problems which should be solved by iterative solving procedures. In conventional methods such as finite element method (FEM), an updating mesh is needed in each iteration where the qualities of the mesh and the nodal connectivity have significant impact on the results. The main aim of this study is to use a method not to be sensitive to mesh generation.  相似文献   

13.
Since the intrinsic limitations of FEM (Finite element method) and lumped-mass method, we derive the formula of 8-node hexahedral element based on VFIFE (vector form intrinsic finite element method) method and applied it in contact analysis of gears. This paper proposed a new method to determine pure nodal deformation, which could simplify the computation compared to the traditional VFIFE method. Combining the VFIFE method and matching contact algorithm, we analyzed spiral bevel gear meshing problems. Spiral bevel models with two different mesh densities are calculated analyzed by the VFIFE method and FEM. Performance indicators of gears are extracted and compared, including contact forces, contact and bending stresses, contact stress patterns and loaded transmission errors. The results show that the VFIFE method has a stable performance and reliable accuracy under coarse or refined mesh conditions, while the FEM inaccurately calculates the contact stress of the coarse mesh model. The examples demonstrate that the proposed method could precisely analyze gear meshing problems with a coarse mesh model, which provides a new solution for gear mechanics.  相似文献   

14.
杜宇 《计算数学》2018,40(2):149-170
 本文考虑求解Helmholtz方程的有限元方法的超逼近性质以及基于PPR后处理方法的超收敛性质.我们首先给出了矩形网格上的p-次元在收敛条件k(kh)2p+1≤C0下的有限元解和基于Lobatto点的有限元插值之间的超逼近以及重构的有限元梯度和精确解之间的超收敛分析.然后我们给出了四边形网格上的线性有限元方法的分析.这些估计都给出了与波数k和网格尺寸h的依赖关系.同时我们回顾了三角形网格上的线性有限元的超收敛结果.最后我们给出了数值实验并且结合Richardson外推进一步减少了误差.  相似文献   

15.
Inverse form finding based on the finite element method (FEM) aims in determining the optimal material (undeformed) configuration when knowing the target spatial (deformed) configuration in a discretized setting. The strategy is to iteratively update the material coordinates and recompute the spatial configuration by a FEM simulation until the computed spatial nodal positions are close enough to a priori given spatial nodal positions. A form finding algorithm is utilized, which is purely based on geometrical considerations and can be coupled with arbitrary external FEM software via subroutines in a non-invasive fashion. At large deformations degenerated elements can occur when updating the material coordinates. Evaluating the mesh quality of the updated material configuration and adjusting a global damping factor before recomputing the next spatial configuration helps to avoid mesh distortions. (© 2015 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)  相似文献   

16.
求解流固耦合问题的一种四步分裂有限元算法   总被引:1,自引:1,他引:0  
基于arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) 有限元方法,发展了一种求解流固耦合问题的弱耦合算法.将半隐式四步分裂有限元格式推广至求解ALE描述下的Navier-Stokes(N-S)方程,并在动量方程中引入迎风流线(streamline upwind/Petrov-Galerkin, SUPG)稳定项以消除对流引发的速度场数值振荡;采用Newmark-β法对结构方程进行时间离散;运用经典的Galerkin有限元法求解修正的Laplace方程以实现网格更新,每个计算步施加网格总变形量防止结构长时间、大位移运动时的网格质量恶化.运用上述算法对弹性支撑刚性圆柱体的流致振动问题进行了数值模拟,计算结果与已有结果相吻合,初步验证了该算法的正确性和有效性.  相似文献   

17.
By using a special interpolation operator and an elaborate element analysis, in this paper, we improve the classical error estimates to full order for a mixed finite element method for the fourth-order elliptic equations on the rectangular mesh. Therefore we obtain the truly optimal error estimates in view of the interpolation space for the first time.  相似文献   

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