在三维结构分析问题中合适的离散一连续有限元法(续)

对结构分析中的离散-连续有限元法(DCFEM)进行了研究.给出了该方法的运算及变分公式.对于在一个方向物理及几何参数为常量的结构,其离散一连续设计模型是建立在所谓的离散一连续有限元的基础上的.研究了单元坐标的建立、结点未知量的近似表达及单元结点荷载矢量的建立问题.单元的微分方程组是借助于离散-连续有限元特殊广义的块结构刚度矩阵来建立的.建立了局部坐标中的微分关系,形成了常微分方程组多点边值问题的提法,也给出了结构分析中多点边值问题的解析方法.这一方法的主要特点包括其普适性、算法的计算机适应性、计算的稳定性、最终方程组的条件优化特性、系数矩阵的部分Jordan分解特性、计算根矢量必要性的解除.给出了在离散-连续有限元法框架内具有单向约束的结构分析中特殊的迭代法.     

在三维结构分析问题中合适的离散-连续有限元法（续）

对结构分析中的离散-连续有限元法（DCFEM）进行了研究。给出了该方法的运算及变分公式。对于在一个方向物理及几何参数为常量的结构,其离散-连续设计模型是建立在所谓的离散-连续有限元的基础上的。研究了单元坐标的建立、结点未知量的近似表达及单元结点荷载矢量的建立问题。单元的微分方程组是借助于离散-连续有限元特殊广义的块结构刚度矩阵来建立的。建立了局部坐标中的微分关系,形成了常微分方程组多点边值问题的提法,也给出了结构分析中多点边值问题的解析方法。这一方法的主要特点包括其普适性、算法的计算机适应性、计算的稳定性、最终方程组的条件优化特性、系数矩阵的部分Jordan分解特性、计算根矢量必要性的解除。给出了在离散-连续有限元法框架内具有单向约束的结构分析中特殊的迭代法。     

抛物微分方程半离散有限元导数重构的强超收敛性

基于单元上的正交展开和连续最优化,研究了一维抛物微分方程初边值问题的n阶半离散有限元单元块导数重构方法,证明了在单元块上重构空间导数具有n-1个强超收敛点。     

一个机器学习定量属性的定性方法TCIN

提出一个连续属性离散化方法ＴＣＩＮ，它首先使用自然划分法对区间进行划分，然后使用ＫＮ－近邻估计，利用基于最小错误率的Ｂａｙｅｓ决策寻找划分点进一步离散化连续属性，该方法获得了很好的结果，本文最后给出了ＴＣＩＮ与另一连续属性离散化ＭＤＬＰＣ的比较结果，实验结果表明了ＴＣＩＮ的精确度高于ＭＤＬＰＣ。     

含各向异性介质的三维不均匀涡流场有限元法计算

本文用有限元法分析、计算含各向异性介质的三维不均匀涡流场。按加权余量法导出了对应的等价变分式及矢量磁位的三个分量式。采用三棱柱单元离散,研究出系数矩阵建立的方法并导出上机计算公式。     

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。     

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.     

梁杆结构稳定性分析的高精度Euler-Bernoulli梁单元

目的推导一种新型Euler—Bernoulli梁单元，克服传统两结点梁单元在梁杆结构稳定性分析中存在的计算精度较低的问题．方法以Euler—Bernoulli梁理论和有限元插值理论为基础，首先使用五次Hermite插值函数和二次Lagrange插值函数构造了三结点Euler—Bernoulli梁单元的横向和纵向位移场；进而依据非线性有限元理论推导了该三结点梁单元的几何刚度矩阵的单元切线刚度矩阵；最后使用静力凝聚方法消除该三结点梁单元的内部结点自由度．结果通过上述推导得到了一种新型的两结点梁单元．它和传统的两结点梁单元具有相同的自由度数量和分布．结论对梁杆结构稳定性分析中的几个典型算例进行了分析，证明此新型梁单元与传统两结点梁单元相比计算精度有了大幅度地提高．     

二维电场的无单元数值解法

无单元法的突出特点是可以求解复杂边界条件的边值问题,它可以根据场分布的特性布置随机节点,只需节点信息,无需单元信息,解决了有限元方法中前处理困难的问题,它的理论基础是滑动最小二乘法,其基本思想是将计算场域离莠成若干个点,由滑动最小二乘法来拟合场函数,从而摆脱了单元的限制,同时,它保留了有限元的一些特点,克服了有限元的某些不足,具有精度高,计算速度快的特点。     

无单元法在二维土体固结中的应用

基于滑动最小二乘近似的无单元法摆脱了有限元法节点和单元之间彼此联系的约束，具有只需节点信息而不需单元信息的特点，故信息简单，可以求解复杂边界条件的边值问题，也很适用于岩土工程数值分析．文章对影响无单元法求解精度的关键因素——节点的分布进行了讨论，提出了规则节点与随机节点相结合的节点分布方法；其次，将无单元法与微分方程等价性相结合，导出了用无单元法表示的土体固结方程；最后，利用所提出的节点分布方法对一个一维函数进行了模拟，紧接着又对一受均布局部荷载作用的平面应变二维土体进行了算例分析，验证了该方法的有效性与合理性，同时也说明了无单元法在处理土体固结方面的可行性.     

恒定粘性不可压缩流体Navier-Stokes方程的非协调节点展开有限元逼近

本文把中子扩散方程的节点展开法运用于流场的计算,对恒定粘性不可压缩流体的Navier-Stokes方程提出了非协调节点展开有限元逼近,论证了有限元解的存在唯一性和收敛性,并进行了数值试验,得到了比较满意的结果。     

平面曲杆分析的边值法

根据矩阵结构分析理论,基于节点柔度矩阵和节点刚度矩阵,给出了平面曲杆单元刚度矩阵建立的统一构式,同时对曲杆单元节点荷载的计算给出了相应的计算公式,公式中考虑了曲杆的轴变和温变效应。建立了曲杆结构体系基本递归矩阵和派生递归矩阵,给出了平面曲杆体系位移边值分析的递归构式。采用曲杆计算精度高,需要的单元数目少,位移边值法的使用使计算工作量大大减少,而且编程简单。文中的分析方法和过程可用于平面折杆系结构的分析,可以推广应用于空间曲、折杆系结构的分析。     

有限元插值后处理

在对某类问题的研究过程中发现，有限元在节点处的值的收敛速度远远超过其可能的整体速度。因此想办法对有限元的解进行处理，从而获得比一般解更高的收敛阶。这就是所谓有限元的后处理技术。有限元的后处理技术在有限元方法的研究中占有十分重要的地位。有限元后处理技术有很多种，本文主要介绍有限元插值后处理技术并对一维及二维问题推导出后处理公式。     

基于随机有限元船舶空间结构系统可靠性分析

船舶结构工作环境恶劣，影响其结构安全的因素很多，所以对船舶结构进行可靠性分析是非常必要的，为此采用空间梁元与加筋板格元来模拟船舶的三维空间结构，考虑材料的强度、梁元件截面积、板元件厚度和外载荷为随机变量，采用随机有限元法分析了随机变量对船舶结构节点位移的影响，并用改进的一次二阶矩法、分枝限界法、PNET法对该结构系统进行结构可靠性分析，最后给出数值算例，其结果说明了该方法的有效性。     

节理岩体弹塑性动态有限元分析

　Aim　To study the elastic-plastic dynamical constitutive relations about a jointed rock mass under explosion load and its computer simulation. Methods Stress history is taken into account and stresses will follow changes in time during a period of explosion load. According to the principle of static force balance, the corresponding nodal concentrated force is calculated and the nodal displacement is counted. The elastic-plastic dynamic finite element equations are thus obtained. Results A finite element method is given for a jointed rock mass under explosion load. Conclusion The problem of large plastic deformation for jointed rock mass on blasting was efficiently resolved through dynamic finite element analysis and the range of damages by blasting simulated, and this pushes forward the problem to engineering practice.