利用边界元法求解一类重调和方程

边界元法(BEM)和多重互易法(MRM)相结合求解一类重调和方程.通过重调和基本解序列给出的MRM-方法和BEM, 推导出该类问题的MRM-边界变分方程, 用边界元法求解该变分方程, 从而得到重调和方程的近似解, 并给出了解的存在唯一性证明.通过数值算例说明了MRM-方法具有收敛速度快、计算精度高, 易编程等优点, 为使用边界元法数值求解重调和方程提供了方法和理论依据.适合于工程中的实际运算.     

正交各向异性弹性力学平面问题的样条虚边界元法

采用域外奇点技术并根据问题的边界条件,建立了正交各向异性弹性力学平面问题的非奇异虚边界积分方程,然后采用性态优越的B样条函数去逼近未知虚荷载函数,并采用性能稳定的最小二乘边界子段法去消除边界余量,据此获得积分方程的数值解.数值算例表明:该方法具有相当高的精度和良好的数值稳定性,且计算工作量少.文中引言部分还对域外奇点法的发展作了系统的评述.     

椭圆外区域上Helmholtz问题的自然边界元法

本文研究椭圆外区域上Helmholtz方程边值问题的自然边界元法.利用自然边界归化原理,获得该问题的Poisson积分公式及自然积分方程,给出了自然积分方程的数值方法.由于计算的需要,我们详细地讨论了Mathieu函数的计算方法(当0相似文献   

一种改进边界元法在弹性扭转问题中的应用

本文用一种改进边界元法分析与计算了椭圆截面等直杆的扭转问题.并与边界元法的解进行比较,其结果极为符合.然而,改进边界元法较边界元法所需要的数据量少得多,计算时间也将大大减少了.因此,本文方法对求解Poisson方程问题是一种经济而行之有效的数值计算方法.     

基于三维弹性问题的多极边界元法核函数分解

多极边界元法已经成功地应用于大规模工程计算中.得到并且证明了基于三维弹性问题的多极边界元法核函数分解的定理(定理1),完善了多击边界元法的数学理论.     

边界元法在带可动边界的瞬时热传导问题中的应用

该文利用边界无法对二维瞬时传热和相变问题进行求解。采用空间二次曲线单元对边界进行离散化,并采用时间相关基本解正确处理了相应边界积分。计算表明该文数值格式稳定,结果与已有文献相比较吻合一致,且该文模式时段可放大,从而提高了计算效能和稳定性。     

无穷凹角区域各向异性问题的自然边界元法

本文研究无穷凹角区域上一类各向异性问题的自然边界元法.利用自然边界归化原理,获得该问题的Poisson积分公式和自然积分方程,给出了自然积分方程的数值方法,以及逼近解的收敛性和误差估计,最后给出了数值例子,以示方法的可行性和有效性.     

求解双材料裂纹结构全域应力场的扩展边界元法

在线弹性理论中,复合材料裂纹尖端具有多重应力奇异性,常规数值方法不易求解.该文建立的扩展边界元法(XBEM)对围绕尖端区域位移函数采用自尖端径向距离r的渐近级数展开式表达,其幅值系数作为基本未知量,而尖端外部区域采用常规边界元法离散方程.两方程联立求解可获得裂纹结构完整的位移和应力场.对两相材料裂纹结构尖端的两个材料域分别采用合理的应力特征对,然后对其进行计算,通过计算结果的对比分析,表明了扩展边界元法求解两相材料裂纹结构全域应力场的准确性和有效性.     

应用边界元法模拟纤维增强复合材料平面弹性问题

将含有随机分布多种夹杂相复合材料的二维弹性力学问题归结为复连通区域的边界积分方程,进而转化成矩阵方程进行求解和分析．根据同类夹杂相外在边界上的面力与位移之间关系矩阵完全相同的特点,使得最后的矩阵方程阶数得到大规模减少,这正是此处提出改进的边界元方法的主要思路．数值算例表明,对于此类问题,与常规的边界元分域解法相比更加有效．以该方法为基础,可以详细给出纤维增强复合材料二维条件下的宏观等效力学性质．     

位势问题边界元法中几乎奇异积分的正则化

将一种通用算法应用于平面位势问题边界元法中近边界点几乎奇异积分的正则化。对线性单元,位势问题近边界点的几乎强和超奇异积分可归纳为两种形式。通过分部积分,将引起奇异的积分元素变换到积分号之外,从而对这两种积分分别给出了无奇异的正则化计算公式。除了线性元,二次元也应用于该算法。与近边界点临近的二次单元划分为两段线性单元,该算法仍然适用。算例证明了方法的有效性和精确性。对曲线边界问题,联合二次元和线性元可提高计算结果精确度。     

正交各向异性半平面内作用集中载荷的弹性解及边界元法常单元基本公式

本文采用镜相法,推导出了正交各向异性半平面作用集中载荷的理论解,给出了常单元系数矩阵表达式,为采用边界元法求解半平面问题提供了必要的公式.特解表达形式简洁,对边界元间接法常单元和高次单元各积分均可求出其原函数,可避免计算程序中的定积分数值计算过程.     

奇异边界法分析含水下障碍物水域中的水波传播问题

研究奇异边界法模拟水波在含水下障碍物水域的传播过程.奇异边界法是一种最近提出的新型边界配点方法,具有无网格和无数值积分、数学简单、编程容易等优点.首先研究了奇异边界法分析典型水波算例的精度及效率,并与边界元法的计算结果进行比较,然后通过数值模拟讨论分析了水下障碍物位置、尺寸及形状等因素对水波传播的影响.发现奇异边界法的计算精度较高,且与边界元法的计算结果吻合较好;数值结果显示水下障碍物的不同高宽比对水波的传播影响明显:障碍物无量纲高度越大对水波的屏障作用越明显;障碍物无量纲宽度增加对水波的屏障作用先增强后变弱.在高宽比一定时,斜率变化对水波的屏障作用不明显;含吸收边界水下障碍物可以得到较低的传递系数和较高的反射系数, 对水波的屏障作用更为明显.     

双空间指示函数方法在三维柱面对称波导中电磁波的反散射问题的推广

给出了双空间指示函数方法在三维柱面对称波导中电磁波的反散射问题的推广.基于这个观察:当Green函数的点源在障碍物内部时,那么远域数据的赋权积分可以很好地近似估计Green函数,但是当Green函数的点源在障碍物外部时,那么远域数据的赋权积分就不能很好地近似估计Green函数.建立一个积分方程:它的右边是点源在所重构区域的Green函数,那么我们可以知道这个积分方程的解的范数在未知障碍物的内部有极大值,而这些取得极大值的点所围成的区域恰好就是所重构的障碍物区域.方法最显著的优势在于它不依赖于未知障碍物的边界条件.     

三维Helmholtz方程边值问题的新型边界积分-微分方程及其边界元解法

用双层位势表示的二维Neumann边值问题的边界归化方法,将原始问题归化为新型边界积分-微分方程,由此导出一种新的既能保持原始问题的自伴性,又具有可积弱奇性积分核的边界变分方程.本文将此法推广到三维Helmholtz方程Neumann边值问题,并给出最优能量模误差估计和内部最大模超收敛估计.     

非齐次弹性力学问题双互易边界元方法研究北大核心CSCD

基于弹性力学边界元方法理论,将边界元法与双互易法结合,采用指数型基函数对非齐次项进行插值得到双互易边界积分方程.将边界积分方程离散为代数方程组,利用已知边界条件和方程特解求解方程组,得出域内位移和边界面力.指数型基函数的形状参数是由插值点最近距离的最小值决定,采用这种形状参数变化方案,分析径向基函数(RBF)插值精度以及插值稳定性.再次将指数型基函数应用到双互易边界元法中,分析双互易边界元方法下计算精度及稳定性,验证了指数型插值函数作为双互易边界元方法的径向基函数解决弹性力学域内体力项问题的有效性.     

三维快速多极边界元法分析地埋管群传热问题北大核心CSCD

基于三节点三角形线性单元,为克服单元跨叶子积分难题,将三维位势问题快速多极边界元法与几乎奇异积分的半解析算法相结合,实现了三维边界元法中几乎奇异积分的准确计算,该方法适用于U型地埋管薄体结构的换热分析.在制冷、制热两种工况下研究了U型地埋管壁厚对换热量的影响,并进一步分析了管群间的热相互作用.计算结果显示,当管壁导热系数一定时,管壁越厚,对管内流体和土壤之间的换热影响越大.当钻孔间距一定时,管群中埋管数量越多,热干扰现象越强烈,提高管群换热量的主要措施是降低管群间热干扰.因准确计算了几乎奇异积分,三维快速多极边界元法可以有效计算薄体和厚体耦合的三维热传导问题.该文方法和分析结果可为地埋管换热器系统的工程应用提供参考.     

圆内平面弹性问题的边界积分公式

根据双解析函数可以得到单位圆内平面弹性问题应力函数的边界积分公式,但式中包含强奇异积分,不能用于直接计算．将边界上的应力函数展开为Fourier级数,再利用广义函数论中的几个公式进行卷积计算,可以得到不含强奇异积分核的边界积分公式,通过边界的应力函数值和法向导数的积分,直接得到圆内应力函数值,并给出几个算例,表明该结果用于求解单位圆内平面弹性问题十分方便．     

基于正弦型光滑打磨函数对0-1规划问题的连续化求解方法

传统的求解0-1规划问题方法大多属于直接离散的解法.现提出一个包含严格转换和近似逼近三个步骤的连续化解法:(1)借助阶跃函数把0-1离散变量转化为[0,1]区间上的连续变量;(2)对目标函数采用逼近折中阶跃函数近光滑打磨函数,约束条件采用线性打磨函数逼近折中阶跃函数,把0-1规划问题由离散问题转化为连续优化模型;(3)利用高阶光滑的解法求解优化模型.该方法打破了特定求解方法仅适用于特定类型0-1规划问题惯例,使求解0-1规划问题的方法更加一般化.在具体求解时,采用正弦型光滑打磨函数来逼近折中阶跃函数,计算效果很好.     

Signorini传输问题的有限元-边界元耦合

对一类带Signorini接触条件的非线性传输问题, 提出了新的有限元-边界元耦合框架.为求解所得到的耦合变分不等式, 设计了一种区域分解型迭代方法, 并对其做了完全的收敛性分析.     

非定常的热传导-对流问题的非线性Galerkin混合元法(Ⅲ):时间二阶精度的全离散格式

In this paper, a fully discrete format of nonlinear Galerkin mixed element method with two-step discretization of time for the non stationary conduction-convection problems is presented. The existence and the convergence of the fully discrete mixed element solution are shown. On the basis of [9] and [10], we have proved that the schemes have second-order convergence accuracy for the time discretization.