基于时域边界元法的散热结构瞬态热传导分析

针对散热器结构的瞬态热传导问题,首先,在热力学理论基础上,利用问题的控制方程推导出问题的积分方程;然后针对积分方程中的域积分,采用双互易边界元法(DRBEM)进行处理,得到边界积分方程;再对其进行边界离散,获得常系数微分方程组;最后,运用精细积分法(PIM)进行方程组求解,得到内部点的温度结果。通过边界元法与有限元法计算软件Workbench进行了对比分析,结果表明,边界元法具有计算量小、计算精确度高的优点,从而验证了DRBEM与PIM耦合求解具有较高精确性,是一种可供选择的有效求解瞬态热传导问题的数值计算方法。     

斜向荷载作用下岩质地基基础应力分布

针对含有斜向支撑或斜向传力构件的岩土体支护结构嵌岩基础存在力学机理不明晰的问题,采用斜向荷载作用下岩质地基基础模型试验与三维有限元模型的分析方法,得到了斜向荷载作用下岩质地基基础应力分布规律和基础破坏模式。通过引入Goodman层状岩体内应力求解中的等效各向同性介质理论对基础压应力核心体边界进行了求解;在Southwell基本方程基础上通过Hankel积分变换对压应力核心体边界计算中的主要参数kn与ks的理论算法进行了推导。本文通过对比理论计算与三维有限元分析结论,验证了基于等效各向同性介质理论提出的基础压应力核心体边界和参数kn与ks的理论计算方法,得到了斜向荷载作用下岩质地基基础应力分布的特点及其应力边界求解方法,为岩质地基基础的内应力后续研究与设计提供了理论依据。     

钢筋混凝土板弯曲分析的边界单元法

用非奇异基本解建立求解钢筋混凝土板弯曲问题的边界积分方程。非奇异基本解取自各向同性板弯曲问题齐次微分方程的一般解和完备系 ,使求解边界积分方程容易。文中对边界未知量采用样条插值 ,计算精度良好。     

无奇异边界元解钢筋混凝土板弯曲问题

用非奇异基本解建立求解钢筋混凝土板弯曲问题的边界积分方程．非奇异基本解取自各向同性板弯曲问题齐次微分方程的一般解和完备系，使求解边界积分方程容易．笔者对边界未知量采用样条插值，计算精度良好。     

圆外区域Stokes流混合边值问题的自然边界元法

针对圆外区域Stokes流的速度-压力混合边值问题,基于自然边界元原理及复变函数性质并运用Fourier级数展开法推导了圆外区域Stokes方程的Poisson积分公式及自然积分方程,通过分段线性单元将自然积分方程的近似变分问题离散化,求解出压力边界上的速度分布,从而将速度-压力混合边值问题转化成纯粹的速度边值问题,最后利用Poisson积分公式即可给出相应问题的速度分布表达式.计算结果表明:理论计算得到的速度场与CFD软件的计算结果一致;基于自然边界元法的Stokes流混合边值问题的求解,能够降低维数,同时所需求解的矩阵是对称正定的,尤其是边界为圆周时,矩阵还具有循环特性,从而有助于计算量的减小.     

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。     

有限长开口圆柱薄壳声辐射计算的新方法

提出以边界元近似求解开口结构内外表面声场的耦合积分方程的办法，解决开口薄壳结构的声辐射问题，数值计算了一有限长开口圆柱薄壳结构在声介质中谐振振动时，壳内的压力分布和辐射声场的指向性。     

轴对称弹性体边界积分方程的奇异处理

边界积分方程的奇异性处理一直是力学探索的问题，对轴对称弹性体边界积分方程进行离散，并对奇异性问题进行了分析，使边界元法的求解更精确，同时，给出了算例。     

无网格虚边界法在无限域问题中的应用

采用具有紧支特性的样条函数构造近似函数,将无网格虚边界法应用于无限域问题的求解。该方法既具有无网格法不依赖网格和边界元降维的优势,同时虚边界和真实边界的分离又消除了边界型方法存在的奇异积分、边界层效应和角点问题。数值算例表明,该方法具有较高的计算精度和良好的收敛性,适合于求解无限域问题。     

注射模三维温度场的数值分析

考虑到注射模的结构特点(型腔为狭缝面，冷却孔细长)，通过边界方程及边界梯度方程的耦合，推导出求解注射模三维温度场的边界积分方程，并给出了计算基本解积分的数值方法及高阶奇异积分的解析方法；最后通过实例说明了数值分析在冷却系统设计中的应用．     

基于双层位势的非定常扩散方程的虚边界元解法

对于二维非定常扩散方程边值问题,采用与时间有关的基本解,基于双层位势的延拓,建立虚边界积分方程,然后用虚边界元法求解.通常的虚边界积分公式是利用单层位势的延拓来建立虚边界元积分方程,但对带时间变量的单层位势,要涉及到指数积分函数的计算.提出了基于双层位势的方法,计算时没有涉及到对基本解的时间积分,避免了用直接边界元方法求解时遇到的指数积分函数.最后,通过数值算例验证了该方法的有效性和可行性.     

不稳定温度场的边界单元解法

本文讨论用边界单元法解瞬变温度场问题。首先从扩散方程出发,通过对时域进行有限差分,使问题的控制方程变为Helmholtz方程,按照通常方法,采用该方程的基本解,运用加权残数法把解偏微分方程边值问题变为解边界积分方程问题,然后通过对边界和内部区域的离散,形成边界单元和内部积分单元,运用数值积分方法按给定的时间步长逐步积分,使问题得以求解。最后给出一个平面圆域温度扩散问题的计算实例,并与解析解进行了比较。     

求解二维非齐次Helmholtz方程的边界元法

基于Laplace方程的基本解讨论了二维非齐次Helmholtz方程的直接边界元解法.通过将Helmholtz方程变形之后加权Laplace方程的基本解和应用Green公式得到相应的直接积分方程,针对积分方程中同时存在域积分项和边界积分项,在应用边界元法分析求解时采用了耦合关于内点和边界点的积分方程求解,最后,通过数值算例验证方法的有效性.     

椭圆类平片裂纹二维有限部积分方程的多项式数值方法

根据均质弹性体中平面裂纹问题的一维Ｃａｕｃｈｙ型主值积分方程的Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ多项式数值求解方法,提出了三维断裂力学问题的椭圆类平片裂纹二维有限部积分方程中未知位移间断用Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ多项式与位移间断基本函数之积来表示的近似数值解法,并导出了与多项式系数相对应的应力强度因子计算公式最后给出了若干不同长短轴半径之比的椭圆平片裂纹应力强度因子计算例计算表明,本文方法的数值结果不但收敛速度快,而且精度也大大高于现有的有限部积分———边界元方法的精度     

用边界单元法解三维非稳定温度场

采用与时间无关的基本解和分离变量法，通过严格和详细的数学推导转化工作，建立各向同性体三维非稳定温度场的积分方程、边界积分方程及其离散型方程．并将偏微分方程问题转化为一个常系数的常微分方程问题，把复杂的域积分有效地转化为边界积分，给出便于编程的计算格式．     

用边界单元法解二维非稳定温度场

采用加权余量法，通过严格和详细的数学推导转化工作，建立了各向同性体二非稳定温度场的积分方程，边界积分方程及其离散型方程，并将偏微分方程问题转化为一个常系数的常微分方程问题，为便于计算，对其中出现的域积分进行了的向边界积分的转化处理工作，给出了便于编程的计算格式和几何可供选用的坐标函数。     

分析永磁电机磁场的边界轮廓法

利用传统边界元积分方程的被积函数的散度等于零的特性，使用了一种新型的边界元法——边界轮廓法，使求解问题的维数再降一维，不但简化了计算，而且避免了求解奇异积分．针对永磁电机的磁场问题，选择双线性函数求得相应标量磁位，并对60kVA永磁电机的磁场进行了计算．实例计算表明，该方法具有较高的精度，为计算电机电磁场开辟了一个新的计算方法．     

开孔薄板过屈曲分析的边界元法

从开孔薄板大挠度问题的一般数学理论出发，建立了一组新型边界积分方程用以求解开孔薄板的临界载荷，过屈曲分析，并且从分支理论出发，对离散的边界积分方程进行了分析和求解，通过算例，计算了环形板在中面内受均匀推力，横向为简支，夹紧情况下的屈曲载荷以及过屈曲状态，与已知结果吻合良好，证明边界元法对开孔薄板后屈曲状态的分析是有效的，与区域型解法比较，具有处理的矩阵维数少，输入数据量少，计算时间短等优点。     

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.     

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。