二维圆柱绕流有限元与边界元解法

该文简述有限元法与边界元法概况，由二维圆椎绕流解的算例表明：边界元法比有限元法计算速度快，精度高。对于Ｓｔｏｋｅｓ流动，文中通过高阶拉普拉斯算子基本解变换，将区域积分变成完全边办积分，减少计算时，充分发挥边界元法的优越性。计算结果非常接近分析解。     

三维边界元法在曲轴结构形状优化中的应用

本文推导了三维边界元表面应力导数和重量导数计算公式,采用作者研制的基于边界元法的三维结构形状优化设计程序,完成了492Q发动机曲轴的形状优化设计,从而把三维形状优化引入到内燃机零件设计中。在计算中采用5个设计变量,允许整个曲柄臂在三维空间上变化,使用一个有效的简化模型,采用约束变尺度优化方法,仅用7次迭代就得到最优解。以原曲柄臂的最大应力、变形水平作为约束条件,使曲柄臂的重量减轻17.2％,取得较显著的优化效果。     

边界元分析中轴对称问题的计算方法

在结构形状优化设计中,建立了轴对称问题的边界元理论公式,与不带轴对称问题的边界元理论相比较,它优化了计算效率,且提高了设计效率,并将该理论公式与通用的优化设计算法相结合,建立了一种新的优化设计方法.用这种新算法对二维平面应力下的弹性体进行形状优化,获得满意的结果.     

三维接触边界元法的一种误差直接估计

将作者所在研究组提出的二维弹性力学问题边界元解误差的直接估计推广到三维问题,给出了确定与域内解连续的边界位移的一种精确有效的方法。在此基础上提出将接触体接触单元间与域内解连续的边界位移之差的某种度量作为三维弹性接触问题边界元法的一种误差直接估计,并且提出了三维弹性接触问题的一种自适应边界元法计算方案。这种方案为确定没有解析解可作比较的复杂接触问题的边界元解精度提供了可能。文中对于三维弹性接触问题,给出了一个计算误差直接估计及自适应边界元法的算例。     

应用DDM/FEM/BEM混合法计算各向异性介质柱电磁散射

应用重叠型区域分解法（DDM）结合有限元（FEM）和边界元法（BEM）计算二维各向异性介质柱电磁散射.对介质柱外的无限大区域采用边界元法分析,将介质柱所在区域分解为若干个重叠的子域,每个子域用有限元法分析,各子域间通过传输条件进行耦合.为了提高计算速度,引入了多波前法求解有限元方程,并用内观法结合多波前法解有限元和边界...     

基于边界元法的金属纳米粒子的模拟计算

边界元法是一种继有限元法后发展起来的一种新型数值算法,与有限元法对整个区域进行划分不同,其只需在区域边界进行划分,可使考虑问题的维数降低1维从而简化计算.用边界元法计算金属纳米球的散射截面和消光截面,计算表明,在离散节点增多时,此方法与解析解更接近,它们的谐振峰在节点数大于60后不再发生变化.     

有限元-边界元耦合法在二维电磁场数值计算中的应用及优化措施

在二维电磁场数值分析中,有限元-边界元耦合法将有限元法与边界元法结合,可以同时发挥两种方法的优势．笔者在介绍有限元-边界元耦合法原理与算法的基础上,分别研究子域逼近有限元法、Mortar元法和并行计算与有限元-边界元耦合法结合使用分别为关心区域相对整体区域尺寸较小、求解区域中包含运动导体和大规模高自由度电磁问题的数值计算提供优化途径．     

注塑模温度场的边界元法分析

本文建立了用边界元法求解注塑过程冷却阶段注塑模温度场的数学模型;编写了计算程序;分析了成形工艺参数和模具冷却条件对注塑模温度分布的影响;实例计算和实验研究表明,同有限元法比较,边界元法不仅降低了问题的维数,而且计算精度高.     

样条边界元法

边界元法(BEM)是最近几年来在边界积分方程法和有限元法的基础上发展起来的一个数值方法。这个方法的主要优点是运用范围广,所需要的输入数据简单和精确度高。这些优点在二维问题和三维问题中更加显著。这个方法能解决有限元法难以解决的问题。因此边界元法是一个求解偏微分方程的有效数值方法。目前这个方法在弹性力学、塑性力学、断裂力学、板壳力学、工程结构、流体力学、电磁场、传热学、结构动力学、岩体力学、地质力学及生物力学等方面都有所应用,而且正在迅速地发展。但是,边界元法也有自已的缺点,     

边界元法与有限元法耦合的对称—迭代求解

本文针对二维弹性静力问题的边界元法与有限元法的耦合方法,首先论述了建立在配点离散方法之上的边界元刚度矩阵的不对称性,继而提出了边界元法与有限元法耦合的对称—迭代求解方法,并讨论了迭代的收敛性。计算结果表明,该方法有很高的精度。     

微机CAD系列支撑软件及丛书(7)——微机板、梁、壳、杆有限元优化计算

本软件是学习有限元分析和结构优化设计的读者的基本软件,主要包括板、梁、壳、杆的二维和三维有限元分析及以重量最轻为优化目标的优化设计程序.本软件中包括大量实际应用例题,可帮助读者学习和掌握建立数学模型、求解和使用程序的方法.该软件适用于广大从事结构计算的工程技术人员、高等学校有关专业的师生和研究生.此软件可广泛用于机械结构,土木结构等专业的结构分析与设计.本软件是国     

二维各向异性位势薄体问题的虚边界元法

传统边界元法分析各向异性薄体问题时涉及奇异边界积分和拟奇异边界积分的处理,估计这些积分具有相当的难度而且耗时.提出了求解二维各向异性位势薄体问题的虚边界元方法,给出了求解此类问题的新途径,同时拓展了虚边界元法的应用范围.数值算例表明,虚边界元法可有效求解二维各向异性位势薄体问题,且方法简单、精度高、易于程序设计.     

点源场电阻率法三维地形改正的边界元法

边界元法是一种新的数值计算方法。由于该法可降低数值模拟的空间维数,从而术解了用域法(有限单元法和有限差分法)难以解决的三维地形的位场问题。本文论述了边界元法的基本原理,并用该法计算了三维地形上联剖ps/p_1值,对相应地形下埋藏着良导电性椭球状矿体的Ps值进行了地形改正。地改后的Ps曲线,突出了矿异常。因而用该法进行地改处理,将有助于提高在三维起伏地形区开展电阻率法的勘探效果。     

基于Burton-Miller边界元法的不同类型单元计算精度对比

为了提高边界元法的计算精度和对具有复杂边界形状实际问题的应用能力,发展并应用非连续线性和二次边界单元进行数值计算.使用传统边界积分方程计算外声场,通过带有解析解数值算例,对比不同类型单元的计算精度,得到最有效的单元类型.然而使用传统边界积分法,在某些虚假特征频率处会产生解的非唯一性问题,Burton-Miller方法可以有效地克服这一问题.基于Burton-Miller法得到的非连续线性和二次单元的优化节点位置并不在勒让德多项式零点位置上,虽然表现得不像传统边界元法那样规律和统一,但是合适的经验值仍然被给出.     

三维耦合热裂纹体的时域边界元解及其收敛性

将现有耦合准静态热弹性问题的时域边界元法进一步扩展应用到三维裂纹问题的分析中,时间采用常数插值,空间采用二次等参单元插值,并用奇性元模拟了三维裂纹前沿的应力奇异性,获得了几个典型的三维裂纹体在热冲击工况下的热动态应力强度因子;着重考察了这种时域方法解的精度和收敛性,计算结果表明：随着离散网格的细分,计算结果迅速收敛;随着时间步长的细分,时域边界元法的累积误差减小,精度提高,所以,耦合热弹性问题的时域边界元法在解三维裂纹问题时具有较高的精度。     

固体力学中快速多极边界元法研究进展

和快速多极方法相结合，使边界元法处理大规模工程与科学问题变得十分有效,首先概括介绍了快速多极边界元法，接着介绍其精度和效率的验证以及与常规边界元法的比较，并给出在微机机群上的快速多极边界元并行算法,给出了快速多极边界元法的一些应用，其中包括：复合材料的二维、三维模拟，含大量裂纹的二维弹性固体及其疲劳裂纹扩展的模拟．此外还介绍了用于弹塑性问题的快速多极边界元新方法．     

三维离散元法软件开发研究

提出由机械部件的CAD模型建立其三维离散元法分析模型,在此基础上实现CAD软件与自主研制的三维离散元法分析软件的集成,从而构建一种集设计和性能分析评价为一体的与散粒材料接触作用的机械部件的通用数字化设计方法和集成设计分析软件,为相关机械部件结构和尺寸参数的优化设计奠定了基础.介绍了自主研制的三维离散元法分析软件的结构、主要功能及关键技术的实现方法,包括提出的实边界和虚边界的概念等.     

虚边界元法在二维涂层结构温度场中的应用

将虚边界元法应用于平面涂层结构温度场问题,并发展了多域虚边界元法。给出求解涂层问题的新的途径,同时也拓展了虚边界元法的应用范围。对狭长比为10-1～10-10的涂层结构进行了研究,所取得的数值结果与精确解高度吻合,表明虚边界元法是求解二维涂层结构温度场问题的强有力工具,且方法简单、易于程序设计。     

压力容器开孔结构分析的快速多极边界元研究

压力容器开孔结构的应力高度集中。为精确模拟该结构的应力状况,该文提出一种三维高阶快速多极边界元法。在三维弹性力学边界元法的基础上,推导出二阶单元的基本解快速多极展开格式。该算法通过多极展开概念,大大降低了对存储量的要求,并且不损失精度。使用高阶快速多极边界元法分析含多个开孔的压力容器整体结构,所得应力结果与大规模高阶有限元法的结果吻合得很好。研究结果表明,高阶快速多极边界元法易于分析此类大规模问题,并具有很高的数值计算精度,满足工程设计的要求。     

二维弹性快速多极边界元法及截断误差

针对二维弹性问题的快速多极边界元法,给出复变函数形式的位移基本解的展开平移格式和主要的计算步骤.通过对计算量级的分析,得出改进"相互作用列表"以后的算法加快计算的原理,说明"相互作用列表"的改进能提高算法的计算效率.同时结合近远场划分准则具体表达了源点的近场和远场距离的点.对二维弹性力学问题快速多极边界元法的多极展开截断误差进行了分析,给出如何选取截断项数的表达式,从而说明截断误差与截断项数有关,可由截断项数控制.