不可压缩材料分析的界带有限元

针对完全不可压缩材料系统(ν=0.5),提出流函数的概念,给出相应的变分原理,并进行数值分析．流函数的引入涉及到高阶微分,为此提出界带有限单元．该单元基于界带理论,能够很好地解决具有高阶微商的变分原理所带来的高阶近似问题．     

影响函数与有限元应力计算

用有限元法得到位移场后,总要计算应力场。通常的做法是对位移进行微商计算应变,再根据应力-应变关系计算应力。有限元位移计算的精度比较高,但通过用位移微商来计算应力,精度会大大降低。本文利用Hamilton对偶体系的已有成果,解析求解位移和应力的影响函数,利用有限元法计算得到的位移和节点力,通过功的互等定理,可以求得一点的应力值。因影响函数是分析解,而且计算应力时不必进行微商,应力精度大幅提高。数值结果表明该方法是可行的和有效的。由该方法编制成的计算程序,可作为有限元通用程序应力计算的一个模块,将较大地提高有限元应力计算的精度和稳定性。     

二维边界层方程的迭代求解

针对二维边界层方程,提出了分析积分迭代法.首先将该方法应用于Blasius方程和Falkner-Skan方程的求解,数值计算结果稳定,计算精度高;然后对外部有势流不能达到自相似要求、必须二维求解的二维层流边界层问题,在分析积分迭代法中加上计算力学的松弛迭代法,形成了一套有效的算法.数值结果表明该方法用于层流边界层的计算是很有效的.     

Duhamel项的精细积分方法在非线性微分方程数值求解中的应用

基于Duhamel项的精细积分方法,构造了几种求解非线性微分方程的数值算法。首先将非线性微分方程在形式上划分为线性部分和非线性部分,对非线性部分进行多项式近似,利用Duhamel积分矩阵,导出了非线性方程求解的一般格式。然后结合传统的数值积分技术,例如Adams线性多步法等,构造了基于精细积分方法的相应算法。本文算法利用了精细积分方法对线性部分求解高度精确的优点,大大提高了传统算法的数值精度和稳定性,尤其是对于刚性问题。本文构造的算法不需要对线性系统矩阵求逆,可以方便的考察不同的线性系统矩阵对算法性能的影响。数值算例验证了本文算法的有效性,并表明非线性系统的线性化矩阵作为线性部分是比较合理的选择。     

大型不正定陀螺系统本征值问题

陀螺动力系统可以导入哈密顿辛几何体系,在哈密顿陀螺系统的辛子空间迭代法的基础上提出了一种能够有效计算大型不正定哈密顿函数的陀螺系统本征值问题的算法．利用陀螺矩阵既为哈密顿矩阵而本征值又是纯虚数或零的特点,将对应哈密顿函数为负的本征值分离开来,构造出对应哈密顿函数全为正的本征值问题,利用陀螺系统的辛子空间迭代法计算出正定哈密顿矩阵的本征值,从而解决了大型不正定陀螺系统的本征值问题,算例证明,本征解收敛得很快．     

基于界带模型的碳纳米管声子谱的辛分析

针对碳纳米管声子谱的数值计算方法研究,基于对偶体系和辛几何算法提出了一套全新的计算方法和相应的界带结构模型,通过将碳纳米管模拟成不同的结构力学模型,利用分析结构力学中的振动理论来计算碳纳米管的色散关系.理论框架包括:周期结构的变分原理、周期结构中波的传播分析、子结构方法、界带理论和声子色散关系的基本算法.数值算例验证了理论和算法的有效性,而且也指出了针对碳纳米管的声子谱的计算,界带模型相对于其它传统模型存在着一定的优势.     

Numerical solutions of linear quadratic control for time-varying systems via symplectic par conservative perturbation

Optimal control system of state space is a conservative system, whose approximate method should be symplectic conservation. Based on the precise integration method, an algorithm of symplectic conservative perturbation is presented.It gives a uniform way to solve the linear quadratic control (LQ control) problems for linear time-varying systems accurately and efficiently, whose key points are solutions of differential Riccati equation (DRE) with variable coefficients and the state feedback equation.The method is symplectic conservative and has a good numerical stability and high precision. Numerical examples demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

The application of the variational principle in the constrained control system

ＴＨＥＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＯＦＴＨＥＶＡＲＩＡＴＩＯＮＡＬＰＲＩＮＣＩＰＬＥＩＮＴＨＥＣＯＮＳＴＲＡＩＮＥＤＣＯＮＴＲＯＬＳＹＳＴＥＭＤｅｎｇＺｉ－ｃｈｅｎ（邓子辰）（ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＸｉ＇ａｎ...     

弹性平面扇形域问题及哈密顿体系*

通过变量代换及变分原理,将平面弹性扇形域的方程导向哈密顿体系,从而可用分离变量法、本征函数展开等方法求解扇形域的分析单元,这样便可以与有限元的程序系统相结合。显示了哈密顿体系、辛数学的应用潜力。     

THE SOLUTION FOR THE GENERALIZED RICCATI ALGEBRAIC EQUATIONS OF LINEAR EQUALITY CONSTRAINT SYSTEM

I.IntroductionTheestablishmentofanalogytheorybetweencomputationalstructuralmechanicsalldoptimalcontrolisbasedonthesubstructuralchaintheoryinstructuralmechanicsandthelillearquadratic(LQ)controlprobleminoptimalcontrolllJ.Whendealillgwiththecontrolproblenlbyapplyingtheabovethe.ry,wecanrealizetheadvantagesofmethodsinstrLlcturalInechanicsl2'3].Howevermostworkhasbeenlimitedtothenon-constraintsystemandlittleworkhasbeendonefortheconstraintsystemsofLlr.InRef.I4],basedonthegeneralizedvariationalprin…