直接边界元法及其在地下水渗流问题中的应用

边界元法由于只在边界划分单元,可降低一维进行计算等特点,且适合于解决无限域问题,在渗流研究中具有一定的独特优点。本文作者用直接边界元法对正交各向异性介质定常渗流问题进行了数值方法研究与数值计算。通过选取适当的坐标函数,应用Green公式将区域积分转化为边界积分,充分发挥了边界元法的优势,并用Fortran语言编写了边界元法计算程序,进行了算例计算。     

弹性动力学的相似边界元法

讨论了弹性动力学边界元法中边界单元相似时单元之间的一些矩阵关系,建立了相似边界元法的公式。在一组相似单元中,只要求得一个单元的相应矩阵,通过比例关系即可求得其它单元的相应矩阵,然后通过迭加建立代数方程组系数矩阵。与通常的每个单元都各自进行积分计算相比,本文方法可大幅度减少计算量。     

碳／芳纶纤维混凝土梁热性能分析的边界元法

用边界元法分析了碳／芳纶纤维增强混凝土双T形桥梁的温度场及热传导状况。在二维无限域内单位强度点热源作用的温度场为基本解,用虚拟热源法求解梁结构在温度荷载下的稳态温度场。由于边界元法的数值离散特性,应用二次非协调单元简便可行地解决了数值计算中的角域问题和边界点法向取值不确定问题。算例表明本文方法具有较高的精度。     

用线性边界元法分析多层介质传输线

线性边界元法（LBEM）是在常数边界元法（CBEM）的基础上,从线性插值函数出发将边界单元按线性分布来进行处理的一种数值方法。由于工程实际中的传输线一般都通过绝缘包层或介质支架等将导体隔离开来,亦即,工程实际中的传输线基本属于分区均匀（或非均匀）介质中的传输线,故用线性边界元法计算了分区均匀介质填充传输线边值问题,实例计算了两类分区均匀介质填充传输线的电容,其计算精度能满足工程设计需要。     

抗性消声器声学特性的三维边界元分析

边界元法应用于抗性消声器消声特性的三维分析计算.使用平面四角形单元离散边界表面,对奇异积分采用极坐标变换法消除奇异性,在棱边角点处区分不同方向的质点振速.文中对具有错开进出口管的矩形膨胀腔消声器的传递损失进行了计算,并与一维理论、解析法及有限元法计算结果进行了比较.     

正交各向异性非定常渗流边界元法计算

计算各向异性介质渗流一直是一个重要研究课题,边界元法由于只在边界划分单元,可降低一维进行计算等特点,且适合于解决无限域问题,在渗流研究中具有一定的独特优点,尤其在处理含有源问题时,本文用边界元法对各向异性介质非定常渗流问题进行数值方法研究与数值计算。对非定常问题在对时间推时涉及到区域积分的计算,本文选取适当的坐标函数,再次应用Ｇｒｅｅｎ公式将区域积分转化为边界积分,因而做到唯边界计算,充分发挥了边     

用于接触问题的逆随机边界元法和可靠性预测

将改进的滤波算法和随机边界元法结合,提出了用于预测接触尖力的逆随机边界元法。根据某些内点应变的随机分布,建立了量测值的边界元解析灵敏度矩阵和解析量测矩阵,从而使得预测边界上的随机接触载荷的分布和结构可靠度的分布成为可能。最后,算例显示了本方法的有效性。     

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.     

位场问题的边界单元法

本文从加权余量法出发,通过基本解作为权函数导出了解位场问题的直接边界积分方程和间接边界积分方程,采用恒值单元进行离散得出矩阵方程,阐明了位场问题边界元法的基本原理,并以变极同步电机空载磁场的计算作为实例,说明了电磁场边界元法的应用.     

结构静弹性问题的双互易边界元法

采用双互易边界元法对结构静弹性问题进行了分析。使用一种指数型径向基函数对体力项进行插值拟合,并借助其在弹性力学问题中的特解和双互易技术将原边界积分方程中的体积分转化为边界积分,再使用边界单元离散技术,以边界节点上的位移或面力为未知数构造线性方程组。通过数值算例验证了双互易边界元法是分析结构静弹性问题的一种有效数值计算方法,并在实际工况下与有限元法软件得到的结果进行对比,进一步验证该方法的精确性。算例结果表明,双互易边界元法分析结构静弹性问题具有精度高等特点,同时可以解决其他领域含有域积分项的非齐次问题。     

基于Bezier曲面四边形边界元法的特高压绝缘子串电场计算

在三维静电场的边界元计算中,为了快速、精确计算电位和电场强度分布,提出了用双2次Bezier曲面四边形拟合实际积分面的Bezier曲面四边形边界元方法。该方法利用二阶剖分单元的节点坐标信息来构造双2次Bezier曲面参数方程,再利用Bezier曲面参数方程和面积比值法构造对应于Bezier曲面4个顶点节点的形状函数;以Bezier曲面4个顶点节点为计算节点,大大减少了计算节点数;与一阶平面四边形边界元法相比,双2次Bezier曲面能够更好地拟合实际积分面,提高计算精度。并且可通过精细后处理技术将模型表面的函数值精细显示。算例结果表明,Bezier曲面四边形边界元法与传统边界元法相比,在网格剖分节点数相同时,计算精度得到了提高。在计算精度相同条件下,该方法中的节点数量降低,减少了计算机内存的使用。最后,将Bezier曲面四边形边界元法应用于交流特高压绝缘子串电场的计算。     

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     

重力坝深层抗滑稳定的非线性边界元分析

针对实际工程中的复杂地基问题,本文以间接边界元法——不连续位移法和不连续应力法为基础,按增量变刚度法建立了软弱夹层问题的非线性边界元法,其中软弱夹层用非线性节理单元模拟,然后用这个方法分析了重力坝深层抗滑稳定问题并给出了算例。算例表明该方法应用方便灵活、工作量小、能节省机时减少计算费用,而且能获得令人满意的安全度指标和位移应力的变化规律,是分析这类问题的一种较合理的计算方法。     

边界棱边元FEM-BEM法在开域静磁场计算中的应用

为了解决电气工程与电磁散射和辐射领域中常遇到电磁场开域问题,对基于边界棱边元的混合有限元边界元法在开域静磁场计算中的应用进行了研究.在铁磁区采用标量磁位,空气区采用磁场强度矢量H,利用棱边单元离散边界面,将边界上H的切向分量用线性函数离散,法向分量设为常数.通过对不同媒质交界面处磁场连续性条件的处理,推导出铁磁区中的标量磁位与自由空间中的H在交界面处耦合的条件,进而推导出开域静磁场的有限元与边界元耦合算法.在以上分析的基础上编制了相应的FEM-BEM分析软件,采用MSC.Patran软件对铁磁体进行剖分,将剖分的体单元、面单元与节点的信息以文本的形式输出,然后用该软件进行读取.仿真计算的结果与解析值相比精度较高,说明本方法对开域静磁场问题有较好的适用性.     

全时域初值推进边界元法分析氯盐侵蚀下混凝土结构服役寿命

通常采用的分时段逐步推进边界元法在分析氯盐对混凝土的侵蚀问题时存在缺陷。为此,研究建立了全时域初值推进边界元法,据此计算了氯盐侵蚀环境中钢筋混凝土结构的服役寿命,分析了氯离子扩散维数对混凝土中氯离子浓度和服役寿命的影响。研究了分时段逐步推进边界元法计算氯离子扩散时产生问题的原因。算例结果表明：混凝土中氯离子扩散的维数将直接影响到混凝土结构的服役寿命,必须在设计中加以考虑。而且,全时域初值推进边界元法可以消除混凝土中氯离子扩散域内的积分项,避免域内离散,因此与分时段逐步推进边界元法相比,能够简化计算格式,提高迭代收敛过程的稳定性和计算结果的精度,减少计算耗时。     

用边界单元法解分区介质问题

文中在常规间接边界元法的基础上，建立了多区域耦合边界单元法，以便求解矿山岩体中普遍存在的分区介质问题，用常规边界单元法解多域问题，要给定内外边界条件，但是，内部边界条件确定是困难的，本文试图用多域耦合边界单元法解决这一困难，即只需给定计算区域最外围外界条件，而各子域的边界条件借助于协调关系确定，并且各子域可用不同的材料参数。     

三维静场的边界线性元解

本文从三维拉普拉斯方程的基本解出发,导出了三维静场的边界积分方程。文中对三维静场边界元法作了详细讨论,推导出边界线性元法的矩阵元素的解析公式,并给出计算三维导体电容的通用计算机程序。计算实例表明,该方法精度高,计算量小,是一种十分有效的数值方法。     

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。     

结构可靠性分析的随机边界元法

本文基于随机边界元法建立了随机结构可靠性分析的一般步骤。对于含有随机几何或材料参数的弹性体在随机外载及随机边界条件下可以用随机边界元法求出边界位移或面力的均值和协方差，并进一步可求出内部点位移和应力的均值和协方差。随机边界元法和一阶二次矩方法结合则可分析随机结构的可靠性。本文给出了矩阵形式的随机边界无法分析结构可靠性指标的具体步骤，通过两个数例的计算，验证了给出的步骤的有效性，得到了一些有益的结果，进行了相应的分析讨论。     

注射模温度场的边界元计算

为预测注射模具在给定的冷却管道分布下型腔表面的温度分布情况,使用边界元法进行注射模的温度分析．对于注射模温度场问题,边界单元法具有数据准备量小、计算量小、精度高等优点．但由于注射模内部型腔为一狭缝,冷却孔长度远大于其直径,普通的边界单元法无法进行计算．根据注射模的结构特点,推导出适用于注射模冷却分析的边界积分方程,并给出模具三维温度场的边界元计算方法．实践表明,该软件对注射模冷却系统的分析和设计具有较好的指导作用．