B样条小波权函数无网格法及其在杆、板结构中的应用

以三次B样条小波函数作为权函数,设计了一种无网格实用算法.以一维杆和二维板结构为例,分别采用基于Gauss权函数、三次样条权函数与三次B样条小波权函数的无网格算法进行仿真分析.计算结果表明,本文算法得到的位移、应力近似解与精确解在多尺度、稳定性方面具有比其他权函数更好的拟合效果.本文研究拓宽了无网格法在工程结构分析中的...     

基于无网格有限元方法的心磁场计算仿真研究

利用无网格有限元方法求解毕奥-萨伐定律来计算电流偶极子源在任意形状均质容积导体外产生的磁场分布.通过毕奥-萨伐定律计算容积导体外产生的磁场分布须先得到整个媒质中的电流密度分布,依据相应的边界条件,采用无网格有限元方法求解媒质容积导体有限元模型中各节点的电势;通过对电势求梯度得到媒质内部的电流密度分布;媒质内部感应磁场分布的各个分量可通过对电流密度进行数值积分计算来实现.为了验证提出的无网格有限元方法的有效性,在单层均质球模型上进行了仿真研究,并将该方法应用于从核磁共振成像(MRI)得到的真实形状的心脏-躯干心脏模型上,取得了令人满意的计算结果,表明了算法的有效性及其在心磁图(MEG)和磁场分布(MCG)上的潜在应用前景.     

局部径向基点插值法模拟裂纹尖端附近应力场

通过在径向基插值过程中添加奇异函数项γ(γ为计算点到裂纹尖端的距离),提出奇异局部径向基点插值法(S-LRPIM)。研究发现,相比只在径向基插值过程中添加多项式的常规局部径向基点插值法,奇异局部径向基点插值法可以更好的模拟裂纹尖端附近的应力场。     

基于径向基函数无网格配点法求解泊松方程

将径向基函数无网格配点法用于求解泊松方程，此方法无需背景积分网格，是一种真正的无网格法。采用三种不同的径向基函数来求解，讨论了形参取值对求解精度的影响，收敛性也得到了证明，编制相应的计算机程序进行计算，结果精度令人满意。     

新型滑动最小二乘技术的实现及其在无网格法中应用

无网格法是一种求解偏微分方程的有力工具,该技术具有局部化技术的无单元特性。在各种无网格法中,场函数近似采用滑动最小二乘最为常见,其在精度和前后处理等方面有着明显的计算优势。全面介绍各种滑动最小二乘近似技术和插值特点,尤其是基于奇异权函数的滑动最小二乘插值技术,并应用到无网格法中,可以自然满足Dirichlet条件,从而可以省去Lagrange乘子;同时对一、二维算例进行计算,将其结果与精确解和经典的FEM解进行比较。     

杂交型无网格有限体积法及其应用

从有限体积法基本思想出发,采用移动最小二乘近似方案实现有限体积法与无网格法的结合,从而使有限体法摆脱网格的约束,在此基础上,提出杂交型无网格有限体积法,所谓杂交是指对位移和应力都分别进行独立插值,这样可避免在子域积分过程中被积函数出现形函数的偏导数。至于应力和位移之间的协调关系则通过配点法强制实现,采用修正配点法施加本质边界条件。算例结果表明,该方法具有很高的精度和计算效率。     

层合板分析的无网格局部Petrov-Galerkin方法

基于Kirchhoff均匀各向异性板控制方程的等效积分弱形式和对挠度函数采用移动最小二乘近似函数进行插值, 进一步研究无网格局部Petrov-Galerkin方法在纤维增强对称层合板弯曲问题中的应用。该方法不需要任何形式的网格划分, 所有的积分都在规则形状的子域及其边界上进行,其问题的本质边界条件采用罚因子法来施加。通过数值算例和与其他方法的结果比较, 表明无网格局部Petrov-Galerkin法求解层合薄板弯曲问题具有解的精度高、收敛性好等一系列优点。      

对流占优扩散方程的楔形基无网格法

传统的微分方程数值解方法求解对流占优扩散方程时,往往产生数值震荡现象,为了消除数值震荡,本文构建了一种新的数值求解方法――无网格方法进行数值求解。该方法采用配点法并引入一种新的楔形基函数构建了楔形基无网格方法,不需要网格划分,是一种真正的无网格方法,可以避免因为网格划分而影响计算效率。通过对新的楔形基函数的理论分析,证明了本文方法解的存在唯一性。最后,分别通过一维和二维的数值算例,表明该算法计算精度高,可以有效消除对流占优引起的数值震荡,是一种计算对流占优扩散方程数值解的高效方法。     

储层构型单元无网格建模方法

针对常规基于网格的地质建模方法难以精确表征小尺度构型单元几何形态及切叠关系等问题,提出了 一种储层构型单元无网格建模方法,即基于单井及平面构型得到的各类稀疏空间离散数据,在三维构型原型模型约束下,以三维包络面的形式重建各级次构型单元,使得模型更加符合地质体真实形态.利用构建的构型单元包络面,采用等效表征方法输出构型界面...     

Three-Dimensional Free Vibration Analysis of Sandwich FGM Cylinders with Combinations of Simply-Supported and Clamped Edges and Using the Multiple Time Scale and Meshless Methods

An asymptotic meshless method using the differential reproducing kernel (DRK) interpolation and multiple time scale methods is developed for the three-dimensional (3D) free vibration analysis of sandwich functionally graded material (FGM) circular hollow cylinders with combinations of simply-supported and clamped edge conditions. In the formulation, we perform the mathematical processes of nondimensionalization, asymptotic expansion and successive integration to obtain recurrent sets of motion equations for various order problems. Classical shell theory (CST) is derived as a first-order approximation of the 3D elasticity theory, and the motion equations for higher-order problems retain the same differential operators as those of CST, although with different nonhomogeneous terms. Expanding the primary field variables of each order as the Fourier series functions in the circumferential direction, and interpolating these in the axial direction using the DRK interpolation, we can obtain the leading-order solutions of this analysis. The higher-order modifications can be obtained in a systematic manner, in which the solvability and normality conditions are used to eliminate secular terms and uniquely determine these modifications. Some 3D solutions of the natural frequencies of sandwich FGM cylinders and their corresponding through-thickness distributions of modal variables are given to demonstrate the performance of the asymptotic DRK-based meshless method.