角形域上Neumann问题的拟小波自然边界元法

首先利用保角变换,通过自然边界元法将角形区域的调和方程的Neumann边值问题归化为边界上的变分问题。对于存在着奇异积分的困难,采用了拟小波基。这种小波基在时域中光滑性高且快速衰减,这一性质可以使奇异积分的计算简便。这种小波边界元法不仅能保持自然边界元法的降维及计算便捷稳定的优点,而且还具有良好的逼近精度。最后,给出数值算例,以示该方法的可行性。     

自然边界元法在弹性圆形薄板弯曲问题中的应用

我国学者冯康、余德浩等首创自然边界元法，并已成功地研究了调和方程及双调和方程边值问题的自然边界归化方法。本文根据双调和方程边值问题的自然边界归化原理，得到了圆形薄板弯曲挠度的泊松积分公式及其边界内力的自然积分方程，利用强奇异积分的数值计算方法，求得了圆形薄板的弯曲解，从实践上证实了这种方法的可行性。     

双互易边界元法域内自适应布点方法及布点位置对计算精度的影响

边界元法以积分方程理论为数学基础,可通过加权残余量法建立起积分方程的先进数值方法,是一种半数值半解析的方法,计算精度很高.但是传统的边界元法不能处理域内积分问题,双互易法的引入巧妙地将域内积分转化成边界上的积分,其中径向基函数(radial basis functions,RBF)起到了重大作用.但是数值算例表明径向基...     

边界子波谱元法及其在复杂结构外部声场计算中的应用

将子波谱法和边界元法结合,提出了边界子波谱元方法.用以子波为权函数的Gauss积分法和Duffy方法分别解决了边界子波谱元法中计算子波系数的普通积分和奇异积分的计算问题,避免了普通Gauss积分法计算子波系数计算量大甚至难以收敛的缺陷.并用其处理复杂非光滑结构的声辐射和声散射问题,取得了良好效果.数值算例表明:边界子波谱元法既有子波谱法计算精度高,压缩性好的特性,还有边界元法使用灵活,能够处理任意复杂结构的优点.     

边界元方法中的奇异性

本文试图从数值计算和从数学分析的角度全面地评述现阶段边界元方法研究中对奇异性的处理.列出了计算奇异积分和超奇异积分的方法;讨论了由于边界的非光滑性引起的解的奇异性;介绍了描述它们的数学工具,如在部分边界上定义的索伯列夫空间,拟微分算子等.为将奇异性反映在边界元近似中,建议采用奇异边界单元.     

奇异杂交边界点法求解扭转问题

提出了一种新的边界类型的无网格方法——奇异杂交边界点法用于求解扭转问题,该方法是以修正变分原理和移动最小二乘近似为基础,同时利用无网格法局部边界积分方程中的局部化思想,计算时仅仅需要边界上离散点的信息,因此它同时具有边界元法和无网格法的优良特性。本文将该方法同双重互易法结合用来求解扭转问题,将该问题的解分为通解和特解两部分,其中通解使用奇异杂交边界点方法求解,特解则利用局部径向基函数近似,彻底避免了域内积分。使用刚体位移法处理方法中的强奇异积分,同时提出了一种自适应的积分方案,解决了边界类型方法中存在的"边界层效应"。数值计算表明,本文方法具有较高的精度和收敛性。     

轴对称管道及消声器声学问题的边界元法研究及应用

边界元法应用于轴对称管道及消声器声场分布及消声特性计算,表面积分简化成沿母线及旋转角上的积分.对奇异积分采用解析法、数值法及间接法联合来消除奇异性.边界角点区分为两个不同的质点振速.对于较长或具有复杂形状的管道及消声器,提出了子结构边界元——传递关系矩阵法.对一些管道及消声器的传递损失进行了计算,并与其它方法计算结果及实验结果进行了比较     

广义四面体极坐标及其应用

提出了广义四面体极坐标和一个光滑条件,利用常规高斯求积实现对ｎ（≥２）纵欧氏空间中各阶强、弱奇异积分的数值估值。将它应用在三维边界元法中,可使“奇异”边界元法变成“无奇异”边界元法,并可以大大地提高精度和效率。     

金属热处理瞬态温度场的边界元法研究

应用边界元法分析了在考虑相变条件下的金属热处理过程的瞬态温度场问题 ,用Kirchhoff变换降低了问题的非线性 ,讨论了边界积分方程的离散化及有关数值计算方法 ,利用将单元剖分的办法处理了奇异积分     

具有域内支承薄板的特解边界元解法

利用特解边界元法，对具有域内支承的薄板问题建立了边界积分方程，并进行了数值求解。避免了在常规边界元法求解中因载荷项引起的域内积分及奇异积分，提高了边界元解法的适用性及解答的精度。     

非线性抛物型方程小波Galerkin逼近

对非线性抛物型方程的初边值问题,用具有紧支集的Ｄａｕｂｃｈｉｅｓ 小波基,给出小波Ｇａｌｅｒｋｉｎ 逼近方法．由于小波基函数的特性,使所得数值方法计算量小、精度高． 数值实验表明,即使在奇异点,也能高精度求解．     

周期子波在二维声辐射和声散射中的应用

提出了一种新的求解二维Helmholtz积分方程的方法。它通过将边界量用周期子波展开,将Helmhotz积分方程化为一组代数方程求解。即可求解Dirichlet、Neumann问题,也可求解合边值问题,方程的系数形成可用快速子波变换。用该方法形成的Helmholtz积分方程的系数矩阵是一稀疏矩阵,这样大大提高了计算效率,本算例表明：该方法收敛快,精度高,相同的精度下,本方法求解的未知量大大少于边界元所用未知量。     

固体力学边界元法中若干数学与理论问题的分析

本文对固体力学边界元法中二维奇异积分方程的可解性进行了分析。证明二维纳维叶奇异积分方程的“符号行列式”为△=ν(2-3ν)/(1-ν)~2。对一般工程材料的ν而言(0<ν≤1/2),△>0,奇异积分算子的“指数”为零,因而这奇异积分方程是可解的。同时,证明了其解的存在与唯一性。其次,从纳维叶算子的边界积分方程出发,由边界元直接法公式可导出不同的间接法公式,这说明边界元法的直接法与间接法在理论上是等价的。通过实例,对直接法与间接法进行比较与分析。最后,指出了它们之间的差别。     

Laplace方程Robin问题的虚边界配点求解法

针对Laplace方程Robin边值问题,采用虚边界元方法进行求解.首先基于双层位势的延拓,推导出虚边界积分方程,然后用配点法求解,计算时对虚边界上的虚拟密度函数分别采用常单元和线性元离散.该方法避免了传统边界元中的奇异积分,采用较少边界节点即可达到较高精度.数值算例验证了此方法的有效性.     

三维Laplace方程的虚边界配点求解法

针对三维Laplace方程的几种边值问题,采用基于单层位势和双层位势2种方式,利用分布在虚拟边界上的密度函数和矩密度函数,建立三维Laplace方程的虚边界元计算公式,并用常单元和等额配点法计算.该方法避免了传统边界元法中奇异积分的计算,采用较少的边界节点即可达到较高的精度.数值算例证明了此方法的有效性和可行性.     

应用Daubechies小波理论求解应力大梯度梁

介绍了采用常规有限元法求解应力大梯度问题的缺点,指出小波理论具有多尺度、多分辨及紧支性等特性,应用小波理论计算应力大梯度问题将明显优于传统有限元法.以求解受集中荷载的平面弯曲梁为例,阐述了采用Daubechies小波理论进行计算时矩阵方程的建立及采用系数转换法施加本质边界条件的过程.分析系数转换法带来的不足,并结合广义变分原理对目前常用的Daubechies小波方法进行改进.通过实际算例中Daubechies小波方法的计算结果与理论解的对比验证应力大梯度问题计算中小波方法的有效性.     

矩量法结合小波变换快速求解磁场积分方程

用小波变换对磁场积分方程在矩量法中形成的系数矩阵进行稀疏化,再用迭代法进行求解,比较了该方法矩量法混合物理光学的ＩＭ方法,通过分析和算例表明,所提出的方法可以比ＩＭ方法更有效地减少计算感应电流的时间,这对于计算散射体的ＲＣＳ是很有益的。     

电磁场计算边界元方法中的奇异积分求解

边界元方法是电磁场数值计算中的有效方法之一。然而，边界元方法中的奇异积分求解在三维场计算中显得非常困难。目前，一般采用数值计算近似处理的方法，它难以得到精确计算结果。本文给出了采用场强矢量计算三维电磁场边界元方程中奇异积分的分析解，是在线性三角形单元的基础上得出的。分析解的获得使相应的奇异积分值可以精确地得到，从而大大提高了边界元方法的计算精度。     

基于Haar小波求解第二类Fredholm积分方程

给出Haar小波族,函数逼近并建立Haar积分算子矩阵,该矩阵将积分运算转化为矩阵运算.采用Haar小波函数基作为基底,将积分方程转换为代数方程组求解.通过Matlab模拟获取数值解,并与积分方程的精确解进行比较,表明该算法具有较高的精确度.