板-(单侧直)梁组合构件的有限元方法及其收敛性

关于板—梁组合构件的有限元方法,文[1]对对称梁的情形已进行了讨论.我们处理这类问题的基本想法,是通过各组合件的应变能的迭加以形成组合构件的总应变能,由此得到的有限元解法,可使编制程序时具有一定的通用性;由[1]还可以看出,基于这种自然的想法,对于组合构件来说,有限元往往是非协调的,因此研究组合构件非协     

Reissner-Mindlin板的非协调稳定化组合有限元法

基于Reissner-Mindlin板的组合变分格式,提出了一种非协调稳定化组合有限元方法.若有限元空间满足能量协调条件,该方法收敛,并有误差估计.作为应用,讨论了3种有限元空间,并和MITC4和DKQ方法比较.数值结果表明该方法对网格畸变不敏感,若选取适当的参数,在粗网格上就有高精度.     

一般组合弹性结构的有限元分析

提出一个求解一般组合弹性结构问题的有限元方法:对体件的位移、 板件的纵向位移和杆件的纵向位移用线性协调元离散, 对杆件的纵向转角用二次协调元离散, 对板件的横向位移和杆件的横向位移分别用Morley元和三次Hermite元离散. 在相应的非协调元空间上建立了广义Korn不等式, 进而证得有限元方法的唯一可解性. 最后导出方法在能量模意义下的最优误差估计.     

特征值问题协调/非协调有限元后验误差分析

本文研究对称椭圆特征值问题的有限元后验误差估计,包括协调元和非协调元,具有下列特色:(1)对协调/非协调元建立了有限元特征函数uh的误差与相应的边值问题有限元解的误差在局部能量模意义下的恒等关系式,该边值问题的右端为有限元特征值λh与uh的乘积,有限元解恰好为uh.从而边值问题有限元解在能量模意义下的局部后验误差指示子,包括残差型和重构型后验误差指示子,成为有限元特征函数在能量模意义下的局部后验误差指示子.(2)讨论了协调有限元特征函数的基于插值后处理的梯度重构型后验误差估计,对有限元特征函数的导数得到了最大模意义下的渐近准确局部后验误差指示子.     

一类退化凸问题的非协调自适应有限元方法

利用非协调自适应有限元方法求解一类非线性退化凸极值问题.该方法遵循求解、估计、标注、加密四个步骤,给出了后验误差估计.数值算例验证了理论分析结果.     

非协调元特征值渐近下界

利用有限元收敛速度下界的结果获得某些非协调元方法新的Aubin-Nitsche估计形式,然后再结合非协调元特征值的展开式获得不需要额外条件下非协调元特征值渐近下界的结果.     

板-梁组合构件的有限元解法及其误差估计

研究板-梁组合构件的变形和内力分布,是工程上比较关注的课题。目前工程上采用的一般方法,是分别对板及梁采用有限元方法作离散化处理,然后进行适当迭加,得到关于组合构件的有限元解法.这种处理方法,不仅存在有算法问题,更重要的是可靠性问题,也就是由此得到的有限元解是否收敛到真解?正是这一点,人们并不是清楚的。本文将就这个问题,对板-梁组合构件的有限元解法作一些系统的研究。     

拟协调元的精度分析

利用双参数有限元的框架，证明利用拟协调元方法构造的非协调三角形板元都具有一个非常特殊的性质。即相容误差比插值误差高一阶。这是常规有限元和一般非协调元所不具备的。     

用有限元方法求解界面特征值问题

用有限元方法计算椭圆型界面特征值问题,实验数据显示近似特征值的变化规律:界面特征值问题中系数的间断性对协调和非协调Crouzeix-Raviart有限元特征值的收敛性并无影响,而且对协调有限元特征值外推以后得到高精度的解,相应的外推值还提供特征值下界;Crouzeix-Raviart元特征值提供特征值下界,这对一般有界区域如"镂空"型区域也成立.另外,还展示近似特征函数的图形.     

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.     

三维Poisson方程特征值的四种有限元解及比较

应用三维EQ1rot元、三维Crouzeix-Raviart元、八节点等参数元、四面体线性元计算三维Poisson方程的近似特征值.计算结果表明:三维EQ1rot元和三维Crouzeix-Raviart元特征值下逼近准确特征值,八节点等参数元、四面体线性元特征值上逼近准确特征值,三维EQr1ot元和三维Crouzeix-Raviart元外推特征值下逼近准确特征值.计算结果还表明三维Crouzeix-Raviart元是一种计算效率较高的非协调元.     

一种用于索结构分析的悬链线单元

根据弹性悬链线的理论解析解推导出适于索结构有限元分析的悬链线单元.与常用的三节点、五节点曲线单元相比,采用该单元编制的软件具有输入数据少、计算机时省、计算精度高的特点.     

非正则条件下类Wilson元的构造及其应用

本文在非正则性条件下，研究了窄四边形上的类Wilson元。通过参考元上类Wilson元的构造，证明了由此产生的有限元对任意窄四边形剖分通过Irons分片检查，得到了二阶问题的误差估计。结果表明，该单元的收敛性质与Wilson元的类似。     

BCI-代数的换位元

本文在ＢＣＩ－代数中引入了换位元，证明了换位元的若干重要性质，讨论了换位元与极大元、极小元以及半群之间的关系．     

A postprocessed flux conserving finite element solution

We propose a local postprocessing method to get a new finite element solution whose flux is conservative element‐wise. First, we use the so‐called polynomial preserving recovery (postprocessing) technique to obtain a higher order flux which is continuous across the element boundary. Then, we use special bubble functions, which have a nonzero flux only on one face‐edge or face‐triangle of each element, to correct the finite element solution element by element, guided by the above super‐convergent flux and the element mass. The new finite element solution preserves mass element‐wise and retains the quasioptimality in approximation. The method produces a conservative flux, of high‐order accuracy, satisfying the constitutive law. Numerical tests in 2D and 3D are presented.© 2017 Wiley Periodicals, Inc. Numer Methods Partial Differential Eq 33: 1859–1883, 2017     

Rail-bridge coupling element of unequal lengths for analysing train-track-bridge interaction systems

This paper presents a rail-bridge coupling element of unequal lengths, in which the length of a bridge element is longer than that of a rail element, to investigate the dynamic problem of train-track-bridge interaction systems. The equation of motion in matrix form is given for a train-track-bridge interaction system with the proposed element. The first two numerical examples with two types of bridge models are chosen to illustrate the application of the proposed element. The results show that, for the same length of rail element, (1) the dynamic responses of train, track and bridge obtained by the proposed element are almost identical to those obtained by the rail-bridge coupling element of equal length, and (2) compared with the rail-bridge coupling element of equal length, the proposed element can help to save computer time. Furthermore, the influence of the length of rail element on the dynamic responses of rail is significant. However, the influence of the length of rail element on the dynamic responses of bridge is insignificant. Therefore, the proposed element with a shorter rail element and a longer bridge element may be adopted to study the dynamic responses of a train-track-bridge interaction system. The last numerical example is to investigate the effects of two types of track models on the dynamic responses of vehicle, rail and bridge. The results show that: (1) there are differences of the dynamic responses of vehicle, rail and bridge based on the single-layer and double-layer track models, (2) the maximum differences increase with the increase of the mass of sleeper, (3) the double-layer track model is more accurate.     

最佳等参元

等参元及其参数变换的插值方法。是有限元分析的有力工具之一,在工程计算中,得到广泛的应用. 在有限元分析中,当采用等参元时,一旦单元的等参坐标变换的Jacobi矩阵发生奇异,就要中止计算,下机修改原有的单元剖分,直到所有单元的Jacobi矩阵均非奇异. [1]突破原等参元的规定,给出了八节点Serendipity等参元的修改公式;[2]也给出了类似的修改公式.上述均以数值例子说明新公式的优点.而[3—6]完整、系统地给出     

一族新的三维体元——混合刚度有限元

对于三维连续介质的有限元分析,一个通用的二次有限单元体是所谓20节点等参元.尽管这个元素已富有成效地被普遍应用,但是,它需要的节点自由度太多与其达到的二次多项式的逼近精度却十分不相称,显得计算效率很低.基于混合刚度有限元法的一     

GLOBAL FINITE ELEMENT NONLINEAR GALERKIN METHOD FOR THE PENALIZED NAVIER-STOKES EQUATIONS GLOBAL FINITE ELEMENT NONLINEAR GALERKIN METHOD FOR THE PENALIZED NAVIER-STOKES EQUATIONS

1. IntroductionIn the numerical simulation of the Navier-Stokes equations one encounters three seriousdifficulties in the case of large Reynolds numbers f the treatment of the incomPressibility con-dition divu = 0, the treatment of the noIilinear terms and the large time integration. For thetreatment of the incoInPressibility condition, one use the penalty method in the case of finiteelemellts [1--2l and for the treatmen of the noulinar terms and the large tfor integration, oneuse the nonlin…