二维位势问题快速多极虚边界元解

快速多极虚边界元法是近期发展起来的一种数值算法;其对大规模复杂问题的计算,能在保证求解精度的前提下,使计算量和存储量均比常规虚边界元法具有在数量级上的减少.本文给出了二维位势问题快速多极虚边界元法的求解思想,并进行了数值论证;由文中的数值结果可知,本文方法具有可行性,且有较好的计算精度.     

快速多极虚边界元法实施过程分析

快速多极算法的主要思想在于变革计算结构,采用该算法和广义极小残值法对传统虚边界元形成的方程组求解,可使得计算复杂度和存储量与自由度数成线性比例.为便于工程推广应用,本文对快速多极虚边界元法中的树结构、上行遍历和下行遍历等关键问题进行了细致讨论,同时完整的介绍了该方法的实施步骤.采用该算法可求解大规模复杂问题.     

快速多极子声学边界元法及其研究应用

传统的边界元法在计算过程中形成满系数矩阵,使迭代法计算量和存储量与未知量数的平方成正比,从而限制了其在大区域声场问题中的应用.为此,发展了一种快速多极子声学边界元法,阐述了其基本原理,给出了其数值处理过程,并成功应用于消声器声学性能的预测.理论分析和算例结果表明:该方法能获得较高的求解精度,减少存储量,并在一定的分析频率范围内有效节省计算时间.因此,快速多极子声学边界元法可以有效应用于处理大区域声场问题.     

Helmholtz方程问题的快速多极边界元求解方法

为了改善传统边界元在求解大规模Helmholtz方程的实际问题时计算效率低、存储量大的缺点,针对快速多极边界元法求解Helmholtz方程进行了理论分析.通过对二维和三维Helmholtz方程的基本解的核函数进行多极展开和局部展开,得到了相应的展开定理,并基于展开定理分别推导了二维和三维问题Helmholtz方程的快速多极边界元计算公式,给出了快速多极边界元法求解Helmholtz方程的主要计算步骤.     

弹塑性力学问题的边界元——虚边界元耦合解法策略

采用边界元－虚边界元耦合解法对弹塑性问题进行了分析,并指出了处于弹塑性状态区域应使用边界元法,其它部分采用虚边界元法,进而提出了求解这一类问题的方案。     

多域组合问题虚边界元法的求解

采用虚边界元法求解单域问题,其思想相对比较成熟,且有多篇文献可参阅.文中就多域组合问题提出了虚边界元法的求解思想,即将整个求解域视为若干个子域的组合体,依据虚边界元法建立单域问题数学模型的思想和各相邻子域之间的连续性条件(或接触条件)来形成求解问题的方差泛函.文中思想可推广应用于分域等厚度薄板、各域材料性质不同的组合体、多层胶合厚板、接触等问题的求解及虚边界元法与有限元法的耦合技术等.文中重在给出虚边界元法求解多域组合问题的理论论述,并以若干较简单的数值算例来证明该方法的有效性及计算精度.     

阻性消声器声学性能预测的快速多极子边界元法

为解决大尺度声场中常见的多区域复合及多吸声材料复合问题,提出了一种子结构快速多极子边界元法.鉴于未知量列向量的构建次序及边界节点编号顺序对迭代收敛速度有重要影响,提出了整体矩阵方程的构建原则.此外,针对复数形式声参数对多极子展开式计算准确性的影响,对快速多极子边界元法进行了研究与修正.以膨胀腔阻性消声器为例,应用子结构...     

弹性问题边界元法中内点应力的差分解

在弹性问题的边界元法中,内点应力算式较内点位移算式要复杂得多.因此增加了计算的工作量和难度,并且所计算的内点位移和应力数目的增加,还将影响到计算工作的经济性.本文尝试推出一种以边界元结合应变差分的方法,可以将内点应力的计算转化为对该内点及其两个邻点处位移的计算,从而使应力计算过程得以简化.本文还证明,通过适当选取内点及其两个邻点的间距,将使所求得的应力精度不低于由边界元法计算而得到的同一内点处的位移精度.     

用于接触问题的逆随机边界元法和可靠性预测

将改进的滤波算法和随机边界元法结合,提出了用于预测接触尖力的逆随机边界元法。根据某些内点应变的随机分布,建立了量测值的边界元解析灵敏度矩阵和解析量测矩阵,从而使得预测边界上的随机接触载荷的分布和结构可靠度的分布成为可能。最后,算例显示了本方法的有效性。     

Contact position controlling for two—dimensional motionbodies by the boundary element method

An algorithm is presented for controlling two-dimensional motion contact bodies with conforming discretization.Since a kind of special boundary element is utilized in the algorithm,the displacement compatibility and traction equilibrium conditions at nodes can be satisfied simultaneously in arbitrary locations of the contact interface.In addition.a method is also proposed in which the contact boundary location can be moved flexibly on the possible contact boundary.This method is effective to deal with moving and rolling contact problems on a possible larger moving or rolling contact region.Numerical examples show effectiveness of the presented scheme.     

分域边界元法双映射奇异元计算应力强度因子

边界单元法是一种很有效的数值计算方法,目前在很多工程领域的数值分析中都有了广泛的应用,并取得了很好的效果.用它来求解裂纹尖端的应力强度因子就是这种方法在断裂力学中非常成功而有效的应用.文中简单介绍线性单元的分域边界单元法的相关公式,并引入双映射奇异单元,分析了带单边斜裂纹的单向拉伸板的应力强度因子.计算的结果与其他解比较表明:这种方法效果很好,有较高的计算精度.     

Elasto-viscoplastic consistent tangent operator concept-based implicit boundary element methods

An elasto-viscoplastic consistent tangent operator (CTO) concept-based implicit algorithm for nonlinear boundary element methods is presented. Both kinematic and isotropic strain hardening are considered. The elasto-viscoplastic radial return algorithm (RRA) and the elasto-viscoplastic CTO and its related scheme are developed. In addition, the limit cases (e.g. elastoplastic problem) of vis-coplastic RRA and CTO are discussed. Finally, numerical examples, which are compared with the latest FEM results of Ibrahimbegovic et al. and ABAQUS results, are provided.     

求解间断边值问题的重心插值单元配点法

按照间断边值问题的连续区间划分计算单元,在每一个单元上采用重心Lagrange插值近似未知函数,得到每一个单元上的微分矩阵。利用微分矩阵离散微分算子,得到每一个单元上微分方程的离散代数方程组,组装得到边值问题求解的整体代数方程组。将边界条件和单元间的连续性条件,利用微分矩阵离散为代数方程,采用置换法施加边界条件和单元间的连续性条件,得到修正的代数方程组,求解代数方程组得到节点处的函数值。二阶和三阶间断边值问题的数值算例验证了本文方法的有效性和计算精度。     

基于快速多极间接边界元法的地震超材料隔震效应研究

本文将快速多极间接边界元法 (FMIBEM) 应用至地震超材料对地震波的散射模拟,并提出一种周期性隔震材料——岩土复合地震超材料 (RSCSM)。在精度验证基础上,对RSCSM的带隙结构及不同单晶胞结构下的隔震效果与带隙范围进行详细的数值分析。结果表明：采用FMIBEM能够有效地处理大型地震超材料对地震波的宽频散射问题；RSCSM能够隔离地震波超低频段隙,方形晶胞结构产生的带隙宽度(0.5-17 Hz与54-72 Hz)涵盖了地震波产生危害的主要频段(0.5-2 Hz),隔震效果可达35%以上；改变RSCSM的单晶胞结构会对地震超材料带隙结构产生重要影响。本文研究为二维地震超材料对地震波散射的模拟提供一种高效方法,研究结论可为地基隔震设计提供部分科学依据。     

多介质导体复合目标的快速电磁散射分析

研究了多个介质-导体组合结构目标的快速电磁散射分析方法。基于矩量法的混合场表面积分方程(JMCFIE)不仅能有效地对具有多区域连接结构的组合目标进行精确电磁建模,而且能够得到一个良好条件数的阻抗矩阵。采用多层快速多极子方法(MLFMA)降低内存需求和计算复杂度,并将多层快速多极子并行化,准确分析了复杂电大尺寸组合目标的电磁散射特性。     

原岩应力的边界元位移反分析确定方法

围岩位移量在岩石地下工程中比较容易测得，利用数值计算方法通过反分析的手段可以由位移反算出原岩应力，并通过边界元法阐述了原岩应力位移反分析法的原理。