多边形单元Wachspress插值的误差估计

Wachspress插值是多边形单元上的一种有理函数形式的插值格式。利用Wachspress插值可以建立多边形单元的形函数,得到求解偏微分方程边值问题的多边形有限元方法。本文对多边形单元Wachspress插值进行了分析,给出了Wachspress插值形函数计算的简化公式。利用所得到的Wachspress插值形函数的简化公式,可以方便地编制计算程序。利用Wachspress插值形函数的性质和二元函数的Taylor展开式的向量形式,给出了Wachspress插值的误差估计不等式。Wachspress插值的误差估计不等式表明,Wachspress插值的插值误差随着多边形单元尺寸的减小而减少。     

基于无理函数插值的多边形有限元方法

本文采用多边形单元的平均值坐标,构造任意节点分布的多边形单元无理函数形式的插值函数,提出了一种求解微分方程边值问题的多边形有限元方法。对于曲线边界问题的数值求解,通过适当的节点配置,多边形单元网格能够逼近任意形状的求解区域．不同形状多边形单元的形函数表达式形式统一,方便计算程序的编写,数值算例验证了多边形有限元法的求解精度和有效性。     

基于无理函数插值的多边形有限元方法

本文采用多边形单元的平均值坐标,构造任意节点分布的多边形单元无理函数形式的插值函数,提出了一种求解微分方程边值问题的多边形有限元方法. 对于曲线边界问题的数值求解,通过适当的节点配置,多边形单元网格能够逼近任意形状的求解区域. 不同形状多边形单元的形函数表达式形式统一,方便计算程序的编写. 数值算例验证了多边形有限元法的求解精度和有效性.     

两类二元有理插值函数

利用矩形网格上二元多项式Lagrange插值公式,得到了矩形网格上两类二元有理插值函数存在的判别准则及有理插值函数的具体表示形式,并给出了数值算例.     

矩形网格上两类二元有理插值的存在性问题

利用矩形网格上二元多项式Lagrange插值公式,得到了矩形网格上2类二元有理插值函数存在的判别准则及有理插值函数的具体表示形式,并给出了数值算例.     

再生核Hilbert空间中的一种插值方法

在给定的再生核Hilbert空间中,利用再生核的性质,通过再生核函数的线性组合得到插值基函数,从而构造了插值函数,并给出误差估计和数值算例.该方法是这个再生核Hilbert空间中一种新的插值方法,计算量小,收敛速度较快,便于实际应用.     

一维重心型插值:公式、算法和应用

重心插值公式具有计算量小、数值计算稳定性好和增加新的插值节点不需重新计算原有插值节点基函数的优点。将经典Lagrange插值改写为重心插值公式,配合切比雪夫点作为插值节点可以避免Lagrange插值的振荡性,有效地提高Lagrange插值的插值精度。在重心插值公式中,通过对插值权的不同选取,可以得到重心有理插值格式。相比多项式插值,重心有理插值具有更高的插值精度。本文对一维重心型插值公式、插值节点分布、插值精度和应用作了评述。给出了各种插值格式的表达式、相关的计算机编程算法和插值算例。     

一维重心型插值:公式、算法和应用

重心插值公式具有计算量小、数值计算稳定性好和增加新的插值节点不需重新计算原有插值节点基函数的优点。将经典Lagrange插值改写为重心插值公式,配合切比雪夫点作为插值节点可以避免Lagrange插值的振荡性,有效地提高Lagrange插值的插值精度。在重心插值公式中,通过对插值权的不同选取,可以得到重心有理插值格式。相比多项式插值,重心有理插值具有更高的插值精度。本文对一维重心型插值公式、插值节点分布、插值精度和应用作了评述。给出了各种插值格式的表达式、相关的计算机编程算法和插值算例。     

凸域上温度分布的无理函数插值近似方法

采用计算机图形学中的多边形平均值坐标,构造出以多边形顶点为插值节点的无理函数插值方法。给出了无理函数插值在实际编程计算时的计算公式,利用这些公式可以很方便地编写出无理函数插值的计算程序。对于任意的凸区域采用一个凸多边形进行逼近,利用无理函数插值对凸域上的温度分布问题进行插值近似。数值算例表明,无理函数插值能够很好地反映出温度分布的特征。     

凸域上温度分布的无理函数插值近似方法

采用计算机图形学中的多边形平均值坐标,构造出以多边形顶点为插值节点的无理函数插值方法.给出了无理函数插值在实际编程计算时的计算公式,利用这些公式可以很方便地编写出无理函数插值的计算程序.对于任意的凸区域采用一个凸多边形进行逼近,利用无理函数插值对凸域上的温度分布问题进行插值近似.数值算例表明,无理函数插值能够很好地反映出温度分布的特征.     

矩阵切触有理插值函数构造方法

矩阵切触有理插值的传统方法是连分式.连分式的优点是:格式相对固定,迭代方便;缺点是:算法的可行性是有条件的,且计算繁琐,可能出现极点或不可达点等.为了克服上述缺陷,提出了一种有别于连分式的矩阵切触有理插值的新方法.首先构造基函数及Tailor型插值算子,然后将二者作线性组合,得出各阶导数条件下的矩阵切触有理插值函数公式,证明了相应的定理,给出了误差估计及插值函数的一般计算步骤.本文的方法简单,计算量小,不需要任何附加条件,所构造的Tailor型插值算子具有承袭性,所得插值函数无极点和不可达点.数值例子说明了该方法的有效性和实用性.     

三次样条插值函数的数值稳定性

在插值节点非等距分布的情况下,研究了边界条件数据误差和型值数据误差对三次样条插值函数的影响,分别导出了第一类和第二类三次样条函数相应的误差估计,表明了边界条件和型值数据误差对三次样条插值函数的影响是随着远离端点而衰减的,从而证明了三次样条函数的数值稳定性。     

一维三次单位分解有限元插值的最优误差估计

推导了一维三次单位分解有限元插值的最优阶误差。用标准的分片线性有限元基函数作单位分解,根据相容性和局部逼近性构造了一个特殊的局部多项式逼近空间,从而得到了具有3阶再生性的单位分解有限元插值格式;再应用Taylor展开及平均多项式插值理论推导插值误差估计。结果表明,误差估计阶比局部逼近阶要高,因而是最优的。     

一种预估—校正的保凸插值方法

本文就一般光滑函数提出了一种予估一校正的插值方法,将某一近似方法与插值法匹配,得到一种较高精度的插值函数。根据这一思想,本文着重论述了磨光予估一校正的保凸插值方法,当f∈C~4时,若采用二次磨光函数予估,分段线性插值函数作校正,截断误差为O(h~3),若采用保凸拟合三次样条函数作予估函数,分段二次插值函数作校正,则截断误差可提高到O(h~4)。实际计算中,特别当f具有某种奇性时,按文中定义1适当选择予估函数,经予估一校正所得的插值函数,比直接用多项式插值的精度大为提高。本文还给出了若干算例,与其它方法比较具有保凸,精度高,计算简便等优点。     

Large Deformation Beam/Cable Element with Implicit Kinematic Model

This paper proposes a 3D 2-node element for beams and cables.Main improvements of the element are two new interpolation functions for beam axis and cross-sectional rotation.New interpolation functions employ implicit functions to simulate large deformations.In the translational interpolation function,two parameters which affect lateral deflection geometry are defined implicitly through nonlinear equations.The proposed translational interpolation function is shown to be more accurate than Hermitian function at large deformations.In the rotational interpolation function,twist rate is defined implicitly through a torsional continuity equation.Cross-sectional rotation which is strictly consistent to beam axis is obtained through separate bending rotation interpolation and torsional rotation interpolation.The element model fully accounts for geometric nonlinearities and coupling effects,and thus,can simulate cables with zero bending stiffness.Stiffness matrix and load vector have been derived using symbolic computation.Source code has been generated automatically.Numerical examples show that the proposed element has significantly higher accuracy than conventional 2-node beam elements under the same meshes for geometrically nonlinear problems.     

功能梯度材料的点插值无网格法

建立了一种新的求解功能梯度材料问题的点插值无网格法,这种无网格方法将径向基函数和多项式基函数耦合构造具有插值特性的近似函数,并将其应用于弹性力学问题Galerkin形式的无网格方法。在计算过程中,取高斯点的材料参数模拟功能梯度材料特性的变化,由于形函数及其导数的构造相对简单,并且满足Delta函数性质,所以该方法具有计算量小、精度高、可以像有限元法一样直接施加边界条件的优点。最后通过数值算例证明了该方法的有效性。     

杂交应力元与拟协调元的等价性——各向同性Kirchhoff板:一致的插值空间

在插值空间一致性的条件下,对于求解各向同性的Ｋｉｒｃｈｈｏｆ板弯问题,建立了杂交应力元与拟调元之间的等价关系。