C1自然邻近迦辽金法在偶应力理论中的应用

以non-Sibsonian插值函数作为三次单纯形Bernstein-Bézier的基坐标,构建了C1自然邻近插值函数,该函数具有二次完备性以及对结点函数值和梯度值的插值特性等性质.将C1插值函数应用于Toupin-Mindlin偶应力弹性理论,由于C1形函数的插值特性,偶应力理论迦辽金法可以直接施加本质边界条件,克服了其它无网格法施加本质边界条件的困难.具体算例包括单剪问题和中心圆孔无限大板单轴拉伸问题,数值解与理论解吻合得较好,表明C1自然邻近迦辽金法能够用来分析偶应力理论问题.     

C^1自然邻近迦辽金法在偶应力理论中的应用

以non-Sibsonian插值函数作为三次单纯形Bernstein-Bézier的基坐标,构建了C1自然邻近插值函数,该函数具有二次完备性以及对结点函数值和梯度值的插值特性等性质.将C1插值函数应用于Toupin-Mindlin偶应力弹性理论,由于C1形函数的插值特性,偶应力理论迦辽金法可以直接施加本质边界条件,克服了其它无网格法施加本质边界条件的困难.具体算例包括单剪问题和中心圆孔无限大板单轴拉伸问题,数值解与理论解吻合得较好,表明C1自然邻近迦辽金法能够用来分析偶应力理论问题.     

自然邻近无网格Petrov-Galerkin法求解稳态热传导问题

自然邻近无网格Petrov-Galerkin法采用自然邻近插值构造试函数,并且在由Delaunay三角形构成的多边形局部子域上采用局部Petrov-Galerkin方法建立整体求解的平衡控制方程,是一种真正的无网格法.该方法能够方便准确地施加本质边界条件,而且得到的系统矩阵是带状稀疏矩阵.对该方法在稳态热传导问题中的应用进行了研究,算例结果表明该方法具有良好的数值精度和稳定性.     

无单元迦辽金法在对称叠层板弯曲问题中的应用

基于Kircihhoff板理论和对挠度函数采用滑动最小二乘近似函数进行插值,研究无单元Galerkin（EFGM）方法在对称叠层板弯曲问题中的应用.分析中,本质边界条件采用罚因子法施加,对称叠层板的无单元法几何刚度矩阵由最小二乘法和变分原理得到.通过单层方板和对称叠层板的数值算例并与其他方法的结果进行比较,表明EFGM法求解对称叠层板弯曲问题具有收敛性好、精度高等优点,从而验证了该法的有效性.     

自然邻近无网格Petrov-Galerkin法 求解稳态热传导问题

自然邻近无网格Petrov-Galerkin法采用自然邻近插值构造试函数,并且在由Delaunay三角形构成的多边形局部子域上采用局部Petrov-Galerkin方法建立整体求解的平衡控制方程,是一种真正的无网格法。该方法能够方便准确地施加本质边界条件,而且得到的系统矩阵是带状稀疏矩阵。对该方法在稳态热传导问题中的应用进行了研究,算例结果表明该方法具有良好的数值精度和稳定性。     

应变梯度弹性〖WTBX〗理论C 1自然单元法

将Sibson插值作为三次单纯形Bernstein-Bézier多项式的自然邻近坐标,得到C ¹连续插值函数.将C ¹连续插值函数应用于应变梯度弹性理论.由于该函数对结点函数值和梯度值具有插值特性,应变梯度理论C ¹自然单元法可以直接施加本质边界条件.数值算例分析了双材料系统界面边界层问题和中心圆孔无限大板双轴拉伸问题,数值解与理论解吻合得较好,表明C ¹自然单元法能够用来分析应变梯度弹性理论问题.     

无网格法强制边界条件处理的一种新方法

针对无网格法位移边界条件处理困难和计算效率低的问题,提出了一种简洁实用的边界条件处理方法.在构造试探函数中,通过修改节点的权函数使试探函数穿过预施加位移边界条件的节点.采用有限元法中的位移边界条件处理方法使试探函数预先满足位移边界条件.该方法的计算量小,可解决大多数无网格法的位移边界条件问题和有限元耦合问题.以移动最小二乘法为例,通过算例证明了该方法的精确性与实用性.     

求解椭圆型偏微分方程边值问题的无网格伽辽金方法

基于移动最小二乘近似 ,给出了场变量的近似表达 ;采用完全变换法施加本质边界条件 ,给出求解椭圆型边值问题的无网格伽辽金方法 .计算结果表明该方法不仅易于实施 ,而且具有较高的精度和稳定性 .     

移动最小二乘法在高阶连续问题数值模拟中的应用

以弯曲梁为例,应用移动最小二乘法构造具有高阶连续特征的形函数,建立无网格数值计算框架。研究移动最小二乘法在传统弯曲梁和高阶连续弯曲梁数值模拟中的应用,并对施加边界条件等相关关键问题进行讨论。     

无网格法计算中厚板弯曲问题

无网格数值方法用于中厚平板结构的数值计算,与传统的数值方法不同,无网格数值方法只需准备节点数据,不必划分单元,减少了数据准备工作．采用最小二乘法构造形函数,从能量泛函的弱变分形式中得到控制方程,并用拉氏乘子法满足本质边界条件,从而得到偏微分方程的数值解．通过计算可见,无网格数值方法和有限元相比具有精度好、后处理方便等优点．     

A simple and robust method for essential boundary condition treatments in mesh-less methods

To improve the treatment efficiency of essential boundary condition in mesh-less methods,a simple and robust method is proposed in this paper.Rising weight of nodes in the construction of trail function,specified for essential boundary condition,can make the trail function pass through these nodes.And then,the trail function can satisfy the essential boundary condition previously by setting diagonal element to 1 or multiplying diagonal element by a big number in FEM.The MLS method is adopted to validate this method,and it is proved that this method is costless and robust in most of mesh-less methods.     

移动最小二乘无网格方法

介绍移动最小二乘法的基本原理和近似函数的构造方法,并应用配点法和最小二乘原理,提出了一种基于移动最小二乘思想的最小二乘配点型无网格方法.该方法的实施不需要背景网格,不需要进行高斯积分,具有计算量小、边界条件处理简单的特点,是一种真正的无网格方法.     

边界奇异权法在复合型裂纹计算中的应用

将边界奇异权法引入无网格方法中,通过对移动最小二乘近似(MLS)形函数进行修正,实现了本质边界条件在结点处的精确施加.将其应用于线弹性断裂力学问题的求解,计算了复合型裂纹的应力强度因子,分析了裂尖附近应力场,并与完全变换法的计算结果进行了对比.     

大气波导中电波传播特性的研究

为研究电波在大气波导中的传播特性,针对传统分步傅里叶方法难以解决考虑阻抗边界条件时的电波传播问题,利用离散混合傅里叶方法求解有阻抗边界条件时的窄角抛物方程,并给出其详细的计算方法和求解步骤．在辅助函数的离散过程中用后向差分公式代替传统的中心差分公式,数值结果显示出良好的稳定性．这为大气波导环境中雷达性能评估、雷达盲区探测等工作的研究提供了理论基础．     

重构的无单元伽辽金形函数

分析了目前已有的无单元法在发展过程中存在的问题:如本质边界条件的处理、太多的求逆矩阵运算而产生过度的计算量等问题,这些问题难以克服且互相牵涉.针对这些问题,从本质上研究了产生这些问题的内在原因,然后在继承已有无单元法优秀内核的基础上,借助传统数学分析的工具,开发了新的形函数,从根本上解除了这些障碍;对非凸区影响域问题,提出了新的准则.算例证明:新的形函数及准则非常有效.     

Meshfree Method Numerical Simulation of Sheet Metal Forming Process

Metal forming plays an important role in manufacturing industry and is widely applied in industries. The traditional finite element method (FEM) numerical simulation is commonly used to predict metal forming process. Conventional finite element analysis of metal forming processes often breaks down due to severe mesh distortion, therefore time-consuming remeshing is necessary. Meshfree methods have been developed since 1977 and can avoid this problem. This new generation of computational methods reduces time-consuming model generation and refinement effort, and its shape function has higher order connectivity than FEM's. In this paper the velocity shape functions are developed from a reproducing kernel approximation that satisfies consistency conditions and is used to analyze metal tension rigid viscoplastic deforming and Magnesium Alloy (MB15) sheet superplastic tension forming. A meshfree method metal forming modeling program is set up, the partition of unity method is used to compute the integrations in weak form equations and penalty method is used to impose the essential boundary condition exactly. Metal forming examples, such as sheet metal superplastic tension forming and metal rigid viscoplastic tension forming, are analyzed to demonstrate the performance of meshfree method.     

ICM Method Combined with Meshfree Approximation for Continuum Structure

The independent continuous mapping(ICM) method is integrated into element free Galerkin method and a new implementation of topology optimization for continuum structure is presented.To facilitate the enforcement of the essential boundary condition and derivative of various sensitivities,a singular weight function in element free Galerkin method is introduced.Material point variable is defined to illustrate the condition of material point and its vicinity instead of element or node.The topological variables ...     

Meshfree Method Numerical Simulation of Sheet Metal Forming Process

Metal forming plays an important role in manufacturing industry and is widely applied in industries.The tradi- tional finite element method(FEM)numerical simulation is commonly used to predict metal forming process.Conventional finite element analysis of metal forming processes often breaks down due to severe mesh distortion,therefore time-consuming remeshing is necessary.Meshfree methods have been developed since 1977 and can avoid this problem.This new generation of computational methods reduces time-consuming model generation and refinement effort,and its shape function has higher order connectivity than FEM's.In this paper the velocity shape functions are developed from a reproducing kernel approximation that satisfies consistency conditions and is used to analyze metal tension rigid viscoplastic deforming and Magnesium Alloy(MB 15)sheet superplastic ten- sion forming.A meshfree method metal forming modeling program is set up,the partition of unity method is used to compute the integrations in weak form equations and penalty method is used to impose the essential boundary condition exactly.Metal forming examples,such as sheet metal superplastic tension forming and metal rigid viscoplastic tension forming,are analyzed to demon- strate the performance of mesh free method.     

基于先验形状的CV模型肝脏CT图像分割

针对目标被部分遮挡或部分信息丢失情况下CV模型不能正确识别的问题,提出一种新的分割算法。首先,利用数学形态学对原肝脏图像进行滤波,并结合其他算法建立肝脏先验形状;然后,采用边缘查找和区域标定等算法,对肝脏先验性状的边缘以及边缘内外区域进行赋值,构建执行效率高的符号函数距离函数,将其通过形状比较函数嵌入到CV模型的能量泛函中,形成新的基于先验形状的CV模型,并将此模型用于分割存在干扰或者被部分遮挡的肝脏CT图像。与CV模型分割结果相比,本文算法能在目标周围存在干扰信息或者被部分遮挡的情形下,成功地正确识别出目标区域。     

摄动随机局部正交无网格伽辽金法

通过研究局部正交无网格伽辽金法和二阶摄动技术,构造了摄动随机局部正交无网格伽辽金法。该方法只需节点信息,不需将节点连成单元,随机场离散点与离散节点无需重合,不受单元制约。因此,结构离散随机变量个数的增加不会增加求解方程的个数,并保留使用正交基函数本解时的优点,避免了矩阵求逆,且导数具有通式,简洁明了,易于编程实现。采用罚函数法施加本质边界条件,不会增加未知量个数,收敛速度快。对含随机参数结构静力学问题进行了分析,算例证明了该方法的正确性与高效性,为解决结构随机响应问题提供了一种新方法。