蠕动流中连续奇点线分布法的分段线性近似

本文考虑了连续奇点线分布法的分段线性近似去处理任意形状长轴对称体的Stokes流动,成功地得到了流场的封闭形式的分析表达式.通过长球和卡西尼卵形体的数值计算表明此法改进了分段等强度近似的收敛性和精度并具有更大的细长比的适用范围.文中还给出实例说明分段线性近似还可用来计算任意形状尖头长轴对称体的Stokes流动.     

解任意形状扁轴对称体Stokes流动的连续奇点分布法

本文以Sampson球形无穷级数作为基本奇点,采用分段等强度和分段二次抛物分布两种体内连续分布法解任意形状扁轴对称体的Stokes流动.通过扁球的无界绕流问题,对这两种方法的收敛性,精度和适用范围做了检验和比较.结果表明,在一定的范围内,无论是阻力系数或压力分布,它们的计算结果都和精确解符合得很好,而且,随着分布函数逼近程度的提高,其收敛性得到改善,适用范围也随之扩大.作为一般算例,分别用这两种方法解决了卡西尼扁卵形体的绕流问题,得到了一致的结果.最后,用分段二次连续分布法计算了具有一定生理意义的红细胞体的Stokes流动,首次得到了它的阻力系数和表面压力分布.     

任意形状长轴对称体沿长轴方向垂直地向一无界平板运动时所产生的Stokes流

在任意形状长轴对称体内连续地分布Sampson平扳反演流子,采用分段等强度,分段线性和分段抛物三种近似,成功地得到了流场的封闭形式的分折表达式。计算了物体和平板有不同间距,长短轴比取一系列不同值时,长球和卡西尼长卵形体的阻力系数。计算结果表明,方法具有良好的收敛性。在长球情况下和已有的数据进行了对比。符合程度是十分令人满意的。     

多个球形液滴的蠕动流

本文利用Sampson奇点及配置法求解多个球形液滴在蠕动流中的阻力系数.计算了由不同数目液滴组成的液滴串在不同液滴间距下的阻力系数并揭示了粘度比对遮蔽效应和端缘效应的影响.文章还对方法的收敛性进行了研究.     

双参数六点细分法

提出了一类包含两个形状参数的双参数六点细分法,可以构造光滑插值曲线和光滑逼近曲线,并且可以通过对两个参数取值的调整使得曲线达到一致收敛,C1或C2.讨论了形状参数对细分法的收敛性及连续性的影响,给出了细分法一致收敛、C1连续、C2连续的充分条件,并给出了一些数值算例.     

轴对称问题的Wilson四边形单元

给出了一族轴对称问题的改进Ｗｉｌｓｏｎ元，利用强分片检验证明了其收敛性，讨论了单元函数结构·从而给出了一种构造收敛的轴对称非协调元方法·     

非均匀双向加肋圆柱壳非线性轴对称变形的精确解析法

本文首次利用精确解析法分析了环向和纵向加肋非均匀圆柱壳在任意载荷和边界条件下非线性轴对称变形问题.导出了一致收敛于精确解的位移和内力解析表达式,文中给出收敛性问题.问题最后归结为求解二元一次代数方程组,计算既简便又迅速.文末给出四个数值算例表明,本文提出的方法,可以得到满意的结果.     

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.     

Robin型离散Schwarz波形松弛算法的收敛性分析

Schwarz波形松弛(Schwarz waveform relaxation,SWR)是一种新型区域分解算法,是当今并行计算研究领域的焦点之一,但针对该算法的收敛性分析基本上都停留在时空连续层面.从实际计算角度看,分析离散SWR算法的收敛性更重要.本文考虑SWR研究领域中非常流行的Robin型人工边界条件,分析时空离散参数t和x、模型参数等因素对算法收敛速度的影响.Robin型人工边界条件中含有一个自由参数p,可以用来优化算法的收敛速度,但最优参数的选取却需要求解一个非常复杂的极小-极大问题.本文对该极小-极大问题进行深入分析,给出最优参数的计算方法.本文给出的数值实验结果表明所获最优参数具有以下优点:(1)相比连续情形下所获最优参数,利用离散情形下获得的参数可以进一步提高Robin型SWR算法在实际计算中的收敛速度,当固定t或x而令另一个趋于零时,利用离散情形下所获参数可以使算法的收敛速度具有鲁棒性(即收敛速度不随离散参数的减小而持续变慢).(2)相比连续情形下所获收敛速度估计,离散情形下获得的收敛速度估计可以更加准确地预测算法的实际收敛速度.     

轴对称弹性体的有限元分析

轴对称弹性力学问题的有限元分析长期以来都是采用三角圆环有限元和线性形状函数.由于积分困难,常用近似积分求得刚度矩阵,这种近似积分对于靠近旋转对称轴的元素,误差很大,所以,长期以来,被认为不满意的办法.也有用精确积分计算刚度矩阵的.但本文指出,这种积分只适用于有中孔的轴对称体.对于实心的轴对称体而言,这种刚度矩阵都不收敛,计算是无效的.本文提出了一种新的形状函数,当径向座标r接近于零时,这种形状函数的径向位移u自然地接近于零.如果用这种新的形状函数,则由此计算求得的刚度矩阵,不论三角圆环有限元的位置是否靠近轴线.都是存在的.这种有限元,就能用于计算实心的轴对称体的问题.     

Metropolis抽样方法的推广

本文从Metropolis抽样方法的一般形式出发,推广了热浴(Heat Bath)法,给出了相应的马尔科夫链的转移概率矩阵,证明了这种抽样方法的收敛性;并指出:热浴法只是本方法的一种特殊情况。初步计算表明,本法的收敛速度快于其它方法。推广到连续分布的情况也做了讨论。     

抛物方程初边值问题连续有限元的超收敛性

研究了一类一维抛物方程初边值问题的连续有限元方法.在空间上进行任意m次有限元半离散,在时间方向上进行二次连续有限元后,获得了一个稳定的全离散计算格式.利用单元分析法校正技术的新思想进行理论分析,连续有限元解在剖分网格节点上具有超收敛性.     

轴对称Stokes流的无限元逼近(Ⅱ)

[1]中讨论了无界区域上轴对称Stokes绕流的无限元方法,我们利用转移矩阵X以及组合刚度矩阵K_z将问题归结为一个有限阶代数方程组。[1]又给出了两种计算K_z的迭代方法,并证明了迭代方法的收敛性。最后证明了无限元解收敛于精确解,估计了误差的阶。这个方法的优点是:无穷远边界条件自然,计算规模小,边界形状不受限制,程序通用,并且理论基础比较完整。 本文是[1]的继续。我们将迭代格式作了一些简化,使之更便于计算;并且利用这种     

非定常扩散方程基于调和平均点插值的有限体积格式

本文研究非定常扩散方程适用于扭曲和非结构网格的单元中心型的有限体积格式.在网格边上离散法向流时,选取当前网格边及与其相邻网格边上的调和平均点作为辅助插值点,通过它们与单元中心点不同的组合形式给出4类法向流的离散近似,最后通过调和平均点的两点插值算法,将其替换成相邻单元的中心未知量,进而建立4种单元中心型有限体积格式.时间导数项采用向后Euler格式进行离散.该格式具有模板小、易实现的优点,满足局部守恒和二阶收敛的特性.在一定网格假设前提下,理论上证明了算法的稳定性和收敛性.数值上考虑扩散系数是连续的、间断的、各向异性的甚至依赖于未知量是非线性的等情形,分别在非结构三角形、四边形和多边形网格上进行求解.结果表明,前两种算法对不同网格不同类型扩散系数问题上的鲁棒性更好, L2误差均可达到二阶收敛, H1误差接近一阶甚至高于一阶收敛;后两种算法对网格的依赖性更强.     

细长体截面绕流中的一种临界状态

应用拓扑分析的方法研究了细长体截面绕流拓扑结构的演变过程．指出随着细长体背涡的发展,导致截面流场的拓扑结构发生变化,会出现一种临界流动状态．在这种临界流态下,流场中会出现一种高阶奇点．这种高阶奇点的指数为-3/2．这种高阶奇点是结构不稳定的,稍有扰动就会产生分叉,使流场的拓扑结构发生变化．     

求解Brinkman方程的修正弱有限元方法

本文针对Brinkman方程引入了一种修正弱Galerkin(MWG)有限元方法.我们通过具有两个离散弱梯度算子的变分形式来逼近模型. 在MWG方法中, 分别用次数为$k$和$k-1$的不连续分段多项式来近似速度函数$u$和压力函数$p$. MWG方法的主要思想是用内部函数的平均值代替边界函数. 因此, 与WG方法相比, MWG方法在不降低准确性的同时, 具有更少的自由度, 对于任意次数不超过$k-1$ 的多项式,MWG方法均可以满足稳定性条件. MWG 方法具有高度的灵活性, 它允许在具有一定形状正则性的任意多边形或多面体上使用不连续函数. 针对$H^1$和$L^22$范数下的速度和压力近似解, 建立了最优阶误差估计. 数值算例表明了该方法的准确性, 收敛性和稳定性.     

求解复杂优化问题的基于信息熵的自适应蚁群算法

针对基本蚁群算法存在收敛速度慢、易陷入局部最优、计算复杂且不易求解连续优化问题等缺陷 ,提出了一种基于信息熵的改进自适应蚁群算法 ,采用由信息熵控制的路径选择及随机扰动策略实现了算法的自适应调节 ,克服了基本蚁群算法的不足 .典型的 NP-hard问题的计算实例表明 ,该方法具有较好的收敛性、稳定性和鲁棒性 ,可用于离散及连续的组合优化问题求解中 ,其不失为求解复杂组合优化问题的一种较好的方法 .     

椭圆环壳在一般荷载下的轴对称问题

本文给出了在任意分布荷载下轴对称椭圓环壳的简化复变量方程。该方程准确度在薄壳理论误差范围内,并消除了全部经线极值奇点。得到了问题的等价的积分方程组,用数值积分方法给出了数值解。计算了膨胀节、液压圆环壳和半椭圆形密封环的算例,与准确解和实验结果作了比较。     

一类改进的Wilson任意四边形单元

Wilson元是工程计算中数值效果很好的一种非协调元,但对任意四边形网格却不能收敛。石钟慈要求四边形单元满足对角线中点距离d_k=O(h_k~2),[2]、[3]提出了一个六参数非协调四边形单元。它对任意四边形网格收敛,但其单元上的形状函数非常依赖单元本