钢框架非线性分析的无网格法研究

以钢框架结构为研究对象,针对影响钢结构承载力的几何非线性和连接非线性因素,引入无网格法进行分析.首先,应用非线性连续介质力学的有限变形理论和无网格伽辽金法,建立了梁柱几何非线性刚度矩阵.然后,针对半刚性钢框架,建立了无网格法与有限元法耦合的分析方法.通过一榀典型的半刚性钢框架几何非线性分析,验证了本文方法的实用性和可靠性.     

无网格伽辽金法中两种基函数的性质

通过对无网格伽辽金法中基函数的研究,推导出了使用正交基函数后得到的形函数与形函数导数和使用多项式基函数所得到的形函数与形函数导数,得到了两者等价的结论。使用正交基函数使矩阵A成为对角矩阵,简化了对矩阵A求逆的过程,既节约了时间,还不影响计算精度,使得无网格伽辽金法具有更好的实用价值。在一维、二维中进行的验证结果,证明了本文结论,并进行了计算时间的比较。     

Burgers方程的正交基无网格Galerkin解法

选用正交基函数作为无网格Galerkin法中的基函数,成形了正交基无网格Galerkin法.该方法克服了当基函数项数较大时方程组出现病态这一缺点,同时使矩阵计算变得简单,提高了计算效率.对Burgers方程在时间域上采用θ加权法进行离散,空间域上采用正交基无网格Galerkin法进行离散,构造了θ加权-正交基函数的无网格Galerkin法,通过对一维Bur-gers方程进行数值计算,并和现有的数值方法结果进行比较,表明了该方法的有效性.     

基于增量本构关系弹塑性分析的无网格伽辽金法

在无网格伽辽金法的基础上，采用增量形式的无网格伽辽金法的插值方法，并利用应力应变增量形式表征材料的弹塑性本构关系，在小变形假设的前提下，提出了基于增量本构关系的弹塑性分析的无网格伽辽金法；采用罚参数修正了能量变分方程式，方便地实现了无网格伽辽金法的本质边界条件．对二维平面问题及轴对称问题的计算结果表明：运用增量形式的无网格伽辽金法进行弹塑性问题的数值分析，具有较高的计算精度，且适应性强，从而为材料的弹塑性分析计算提供了一种实用方法。     

一种新兴的数值算法——无网格方法

对无网格方法的发展状况、现有成果及基本原理等进行具体介绍，并列举了无网格方法的插值函数建立方案和控制方程的离散方案，最后就其在工程中的应用前景进行展望。     

三维无网格法与有限元法工程应用对比分析探讨

无网格伽辽金法基于移动最小二乘法的基础上,建立全计算域的高阶连续可导的插值函数,并只利用节点信息来建立离散模型的平衡方程。非线性有限单元法是在离散单元的基础上,构造连续可导的插值函数,进而建立平衡方程。本文应用无网格伽辽金法和非线性有限单元法及其相关理论编制三维计算程序,通过对工程算例的分析表明:无网格伽辽金法的计算精度高于有限单元法,应用于工程实例分析是有效可行的,已经成为有限单元法的有力补充。     

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．     

应用无网格伽辽金法模拟疲劳裂纹扩展问题

无网格伽辽金法(EFGM)是近年来兴起的无网格法的一种，与传统的有限元等数值计算方法相比，它只需要节点信息和计算域的几何边界．由于不需要网格重构，裂纹扩展只需要通过自由裂纹面的延伸来模拟，这大大简化了裂纹模拟的过程．本文综述了EFGM在疲劳裂纹扩展中的应用，对扩展基的使用、权函数的选择及裂纹扩展的模拟方法和动态应力强度因子的计算进行了论述。     

边界奇异权方法在无网格伽辽金方法中的应用

根据变分原理，采用边界奇异权方法满足本质边界条件，推导出二维弹性问题的无网格伽辽金方法的离散方程；通过在求解应力应变的过程中使用非奇异权函数，解决了奇异点上应力应变的计算问题．数值计算结果表明该方法不仅形式简单、易于实施，而且具有稳定性好和精度高的特点．     

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。     

边界奇异权方法在无网格伽辽金方法中的应用

根据变分原理 ,采用边界奇异权方法满足本质边界条件 ,推导出二维弹性问题的无网格伽辽金方法的离散方程 ;通过在求解应力应变的过程中使用非奇异权函数 ,解决了奇异点上应力应变的计算问题 .数值计算结果表明该方法不仅形式简单、易于实施 ,而且具有稳定性好和精度高的特点     

Gauss-无网格Galerkin法解偏微分方程

在无网格Galerkin方法中,权函数的选取很重要,借助Gauss函数,使用截断Gauss函数作为权函数,并结合最小二乘逼近法,去解一维带控制的偏微分方程．数值算例表明该方法是可行的,且计算精确度有了明显的提高．     

用无单元法求解稳态热传导问题

无单元法(EFM)可以求解复杂边界条件的边值问题,它只需节点信息而不需单元信息。将无单元法用来求解稳态热传导问题,并编制了相应的计算程序进行计算。最后通过算例证明该方法是有效的。     

电磁场无单元Galerkin方法中几个关键问题的研究

无单元Galerkin方法作为一种新的数值计算方法,只需节点信息,不需单元信息,从而摆脱了单元的限制,可用于有限元法不能有效解决的工程电磁场问题,如薄板问题、小气隙问题、运动线圈问题等．本文对无单元Galerkin方法的一些关键问题进行了研究,如强加边界条件的处理问题、介质交界面条件的处理问题、权函数的选取问题等,并给出了相关算例．     

边界元法的边界效应问题

本文采用两种新方法来处理边界元法的边界效应问题。首先,用线性元的降低高次奇异性法。与一般边界元相比,使边界效应大为缓和。其次,用抛弃基本解的插值法。它能得到一般边界元法无法求得更靠近边界的内点值。将两种方法结合起来的混合法,则可得到更为满意的结果。作者编制了线性元降低高次奇异性法程序。用它对工程实例进行计算,结果证明了本文方法的优越性。     

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 .     

用边界单元法计算重力坝的自振特性

本文把动力方程的惯性力项化为对边界的积分来处理,实现了用边界单元法求解重力坝自振特性的过程,通过实例计算表明,该法的计算精度是令人满意的。     

准消失矩变阶小波Galerkin边界元法

迄今为止,所有关于小波边界元法的报道中均采用严格满足消失矩特性的小波.文章提出了准消失矩小波的概念及其在边界单元划分上的构造方法.将此小波用于非标准型Galerkin边界元的矩阵压缩.在给定小波矩误差的情况下,建立了矩阵元素的估值公式.分析表明,准消失矩小波在保证精度的前提下可以降低小波边界元法的复杂度.空间非光滑边界问题算例证实了理论结果.     

无网格伽辽金法在板弯曲问题中的应用

无网格伽辽金法采用移动最小二乘近似试函数,形函数一般不具有插值特性,本质边界条件需要特殊处理.本文采用替换式拉格朗日乘子法施加本质边界条件,为提高精度,对修正泛函使用罚函数法再次施加本质边界条件.此方法没有增加未知量的数目,而且刚度矩阵仍具有对称正定带状特点.数值算例表明了该方法的合理性及数值稳定性.