数值积分方法的比较教学研究与实验

数值积分是计算方法或数值分析课程中非常重要的教学内容,数值积分方法也是解决实际计算问题的重要方法.本文探讨了数值积分方法的基本思想和常用的几类数值积分方法,以及在实际教学中的比较教学研究与实验.     

关于复合型数值求积公式的几点注记

复合型数值求积公式不仅是数值积分理论部分的主要内容,也是数值积分求解实际问题的重要方法.针对两种常用的复合型求积公式,即复合梯形公式和复合Simpson公式,通过实际算例验证了两种方法的理论,并分析了它们的计算精度和效率,为学习和使用复合型求积公式的学生及工程人员更好地理解和运用公式提供了参考和铺垫.     

演变随机响应问题的工程实用数值解法

把微分方程数值积分的Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法引入非均匀调制随机激励下的演变随机响应计算问题中来，使复杂的演变随机响应问题得到简便的解决。通过计算实例，并同复模诚分析方法比较，说明了该方法的有效性和精确性。该方法不需要进行复杂，费时的复特征值运算，保需要直接数值积分，具有公式简单，编程容易，计算速度快等优点，特别适合于工程实际问题的计算。     

基于Newmark算法的汽车动力总成悬置系统位移计算方法

动力总成悬置系统对汽车的NVH有重要影响.考虑动力总成悬置力-位移的非线性关系,建立了动力总成悬置系统的动力学模型,提出了基于Newmark数值积分算法的动力总成振动位移的计算方法.以一轿车动力总成悬置系统为例,针对汽车制动和转向两种行驶工况,对动力总成的质心位移和各悬置的位移进行了计算.实际应用表明,Newmark数值积分法是动力总成悬置系统位移计算的有效方法之一.     

误差函数计算方法的研究

误差函数已有多种计算方法，其中按e^-t^2的幂级数展开式为基础的算法，数学上是收敛的．且在科技应用范围内，数值上也是收敛的．数值积分法，如梯形法是计算误差函数更好的方法，文中给出了控制积分变量等分数目的计算公式，并得到了很好的计算结果．     

计算结构瞬态响应的一种新的数值积分方法

以往计算瞬态响应的各种数值方法,例如Wilson θ法、Newmark法等,步长的选择都受到系统固有频率的限制。本文提出的方法克服了这一缺点,从而改善了数值计算的精度,尤其是对固有频率较高的系统更显示其优越性。本方法是利用二次样条函数对Duhamel积分中的非振荡型函数进行插值,导出了相应的数值积分公式。并通过解的误差估计和实例计算表明本方法确实具有上述优点。     

粘弹性多孔介质渗流方程严格解的数值分析及应用

1976年Brutsaert和Corapcioglu[1][2]提出了粘弹性多孔介质渗流积微分方程的边值问题,并给出了近似解.在1980年至1981年凌镛镛,吴林高和吴林高分别依据线性常系数偏微分方程的基本解理论给出了方程的严格解。由于该严格解是不能用初等函数经有限步计算来表示的,所以难以用于生产实际。本文对严格解采用数值积分方法,得到了可用于生产实践的粘弹性多孔介质水位降深和地面沉降量的两个计算式,并用ALGOL语言编制了计算机程序.另外,本文还给出求参数的方法和计算实例。从实例可以看出;Brutsaert-Corapcioglu[3]近似解计算的水位曲线偏离实测水位曲线较大,而根据本文的理论公式计算的水位曲线与实测水位曲线基本一致。     

自由边界弯曲振动圆形薄板辐射阻抗研究

基于对弯曲振动圆形薄板振动特性的分析,以振动面中心点振动速度为参考,研究了自由边界弯曲振动圆形薄板辐射阻抗的解析表达式,并利用5个节点的高斯数值积分方法,计算了6种振动模式下辐射阻抗的数值.结果表明,自由边界弯曲振动圆形薄板的辐射阻抗不仅是波数和圆板半径的函数,还与节线数目(振动模式)有关.这为实际应用中评价声学振动系统的电声效率提供了依据.     

一种高精度数值积分方法

提出了一种高精度求解数值积分的新方法,其主要思想是通过训练神经网络权值并用傅立叶级数来近似未知函数,然后用傅立叶级数的积分来近似未知函数的积分.提出并证明了该算法的收敛性定理和数值积分的求解定理.仿真结果表明,与其它方法相比,本文提出的数值积分方法有计算精度高的特点,因而在工程实际中有较大的应用价值.     

演变随机响应问题的工程实用数值解法

把微分方程数值积分的 Runge- Kutta方法引入非均匀调制随机激励下的演变随机响应计算问题中来 ,使复杂的演变随机响应问题得到简便的解决 .通过计算实例 ,并同复模态分析方法比较 ,说明了该方法的有效性和精确性 .该方法不需要进行复杂、费时的复特征值运算 ,只需要直接数值积分 ,具有公式简单 ,编程容易 ,计算速度快等优点 ,特别适合于工程实际问题的计算 .     

数值积分的padé逼近方法

本文将Pade′逼近方法应用于定积分的数值计算。讨论了收敛性,给出了若干近似计算公式。当应用这些公式计算某些定积分时,得到了较为精确的结果。     

人工鱼群和蒙特卡罗混合算法的应用

为方便快捷地使用计算机求解二重积分的数值解,采用人工鱼群和蒙特卡罗的混合算法,将蒙特卡罗求解二重积分数值解的思想引入到人工鱼群算法中,改进了人工鱼群算法中的适应度函数和积分求和公式。最后,通过一个算例进行了验证,实验结果表明:当分割点数目仅为100时,误差已经降低为0.000 410 7;而进化策略的实验结果是:当分割点数目达到1 024时,误差才降为0.000 148.改进的后算法一方面很好的体现了人工鱼群算法易于和蒙特卡罗算法结合的优点,另一方面在保留改进的蒙特卡罗算法原有优点的基础上,也在一定程度上减少了分割点的数目,提高了算法的收敛速度和数值计算精度。经过分析研究与实例验证,其计算结果和其他方法进行比较表明该方法是可行有效的,对构建高效的二重积分数值求解算法进行了有益的探索。     

新的数值积分法及其在光学常数计算中的应用

针对利用K-K转换关系计算光学常数时,需要对实验测得光反射谱的离散数据进行数值积分,而利用通常的数值积分方法存在较大的偏差,提出了一种新的数值积分法,即双抛物线比例内插法(DPPIM).该方法在分段二次插值的基础上,将两条二次插值曲线在其重叠区间按比例组合,得到一条光滑的三次插值曲线.将该光滑曲线在整个区间上积分,就可有效解决无边界条件、复杂离散数据的数值积分问题.利用实验测量的单晶硅光反射谱,计算了单晶硅的光学常数、能带特性.计算结果表明,DPPIM方法在处理复杂离散实验数据的数值积分方面具有优越性.     

一种任意重积分自适应递归式快速计算方法

当前一些科学计算软件虽然能够利用数值积分得到复杂积分的近似解,但最多只能求解三重积分.为解决积分计算重数受限问题,基于累次积分的解析计算思路,结合递归算法,提出了一种任意重积分自适应递归式快速计算方法.从原理上介绍了算法思路和递归过程,给出了在MATLAB中运行的算法源程序代码.在算例和工程应用上,将该方法与现有方法进行了对比.结果表明了该方法的有效性,可使计算时间大大缩短,只需提供积分区间和被积函数即可求解,省去了将程序代码与积分重数进行匹配的编程步骤.方法操作简单,计算精度高,速度快,可满足实际工程需要.     

数控加工仿真系统在数控技术教学中的应用探讨

将数控加工仿真系统应用于数控技术教学中，可激发学生的学习兴趣，增强学习的主动性，提高教学实效性．结合数控编程与加工课程的教学实践，阐述了仿真教学、理论教学和实训教学的合理安排与有机融合问题．分析认为，应用“任务驱动”教学法进行仿真教学，可显著提高数控技术的教学效果．     

《数值计算方法》课程教学改革实践与探讨

文中结合学生专业特点,在优化教学及上机实践内容、改进教学方法和考核方式基础上,对本科《数值计算方法》课程的教学改革进行了尝试与探索。教学改革激发了学生的学习兴趣和增强了学生的主动学习能力,而且对促进该课程自身发展以及电子信息科学与技术专业学科建设都具有较重要的理论意义和现实针对性。     

数值积分法在船体计算中的应用

结合船体的一些基本计算,较详细的介绍了数值积分的梯形法、辛浦生法（其中包括辛浦生第一法和辛浦生第二法）、乞贝雪夫法等数值积分法的推导及应用．     

混沌判据的数值计算

利用数值积分法计算判别是否出现混沌的Ｍｅｌｎｉｋｏｖ函数，从而简化了复杂公式的计算。     

带槽孔多层平面结构的谱域解及其数值技术

建立了带单槽孔多层平面结构场分布的谱域电磁模型 .对该模型的数值求解讨论了相应的数值技术 ,以解决谱域积分中的奇异和振荡问题 .通过采用分离快慢变函数、大宗量简化函数、合理划分积分区域等一系列加速计算方法 ,大大缩短了计算时间 .计算结果收敛     

提高MEMS惯导系统速度解算精度的方法研究

为了提高MEMS惯导系统的速度解算精度,提出了采用高精度的数值积分算法提取该系统的角增量和速度增量信号,并将其代入到适用于传统捷联惯导系统的典型速度算法中解算.仿真结果证实新算法比目前已有算法精度高,计算量小.