Sobolev方程H1-Galerkin混合有限元全离散分析

讨论了Sobolev方程初边值问题全离散化的H^1-Galerkin混合有限元解的误差估计．在处理解的误差估计时，通常采用Galerkin-有限元法或混合有限元法．本文采用日H^1-Galerkin混合有限元法，给出了Sobolev方程初边值问题的H^1-Galerkin混合看限元法全离散数值格式，得到了关于未知函数及其伴随向量函数H^1-Galerkin混合有限元解与真解的H^1模最优阶误差估计．     

一种非标准的混合有限元法求解一维退化非线性抛物问题

针对用标准混合有限元法求解一维退化非线性抛物问题时,会出现数值解波阵面不能向前传播的现象,通过分析标准混合有限元法求解退化方程时的缺陷,提出一种非标准的混合有限元求解方法,该方法中间变量定义中不再包含扩散系数,而仅为原始未知函数对空间变量的导数.基于典型的模型问题,在数值实验上验证了该方法的有效性.     

含夹杂非均质材料的扩展有限元数值模拟

为了验证含夹杂非均质材料扩展有限元数值模拟的有效性,分别用扩展有限元法和传统有限元法模拟计算了一块含多个圆形夹杂的单轴受拉的板的位移场,并对模拟结果进行了对比分析.结果表明,通过水平集函数来表示夹杂材料的几何界面,利用富集函数来改进被界面切割的单元所在结点的形函数,网格剖分无需考虑内部边界,可大大减少数值模拟前处理的工作量.     

Hermite多尺度函数在普通电阻率测井模式匹配法中的应用

模式匹配法是普通电阻率测井的一种有效的半数值、半解析的正演方法。在使用有限元法进行数值解时,基函数的选取十分重要,它影响着计算的速度和精度。Hermite多尺度函数具有正交性、高阶逼近和一阶偏导数在节点连续等特性,本文在解决数值本征模式解时,将Hermite多尺度函数作为形函数,并对其进行了改进。在不同介质的地层模型中进行验证,实验结果表明将该函数作为有限单元的形函数,电流在节点处连续并且计算精度大大提高。     

受力钢板弹簧的有限元三维数值模拟

基于三维罚函数有限元法，建立了汽车钢板弹簧的三维有限元动态计算模型，应用该模型对钢板弹簧在载荷作用下的动态响应进行了模拟，取得了仿真效果，并得到了文献「１」实验一致的数值结果。     

求解常系数ODE的Sobolev正交小波有限元法

通过采用周期化的Ｓｏｂｏｌｅｖ正交小波基函数来数值求解常系数常微分方程，分析了这种Ｓｏｂｏｌｅｖ正交小小以有限元法的一般步骤和算法特点。数值实验说明该法的收敛速度和误差分布都很好。     

基于Matlab语言的有限元法及其应用

介绍了有限元法的本质特征及用变分试函数法和残值试函数法导出有限元法的过程，给出了在Matlab语言环境下实现有限元法的步骤，利用Matlab语言中的PDE工具箱求解偏微分方程具有简便、快速、可视化程度高等优点，能满足精度要求，并以一个工程实例说明了利用有限元法求解偏微分方程从而解决实际问题的方法。     

三维涡流场基于有限元法的电磁位对

介绍了用有限元法解决三维涡流场问题时电磁位对的优选问题，分析了其适应情况和优缺点，对目前基于有限元法的三维涡流场数值分析方法的国内外现状作了综合评述。     

一种高精度三维八节点流形单元

基于数值流形方法构造了一种新型的三维八节点六面体流形单元 ,该单元能够通过增加覆盖位移函数的阶数而不是单元的节点数来提高数值解的精度 ,简化了三维问题的程序编制和前后处理过程 ,且可以在求解区域的不同地方混合使用各阶覆盖函数来提高求解效率 ,弥补了有限元法的不足 .计算结果表明 ,数值解与理论解吻合 .     

数学逼近与数值方法

在工程技术与科学研究中,经常遇到的复杂繁琐的数学命题往往难以直接求解,而采用数学逼近法(如函数逼近最小二乘法等)与数学物理方法的数值解法(如有限差分法、有限元法等).不论是函数逼近法或数值解法均可归结为数学逼近的近似解法.本文简介并对比了这些方法,并给出某种有限差分计算框图.     

三次B样条有限元法

由于B样条具有紧凑性及良好的光滑性、明确的表达式等优点,所以用B样条求解微分方程时容易进行系数矩阵的计算,从而提高计算效率。本文利用以上优点构造了三次B样条基函数,并用有限元的思想,求解两点边值问题,通过数值实验计算出:在半H1范数下,三次B样条有限元法具有3阶收敛精度;在L2范数下,三次B样条有限元法具有4阶收敛精度,说明三次B样条有限元法具有最佳L2收敛阶。     

含裂纹复合材料的Cell-based光滑扩展有限元法

为克服有限元法(FEM)某些固有的缺陷,提高计算精度,将Cell-Based光滑有限元法(CSFEM)与扩展有限元法(XFEM)相结合,提出光滑扩展有限元法(CS-XFEM).用该方法对含中心裂纹和斜裂纹的正交各向材料板进行模拟,并与FEM,XFEM和BXFEM(bimaterial extended finite element method)计算结果进行对比.数值算例结果表明,CS-XFEM兼具CSFEM和XFEM两者优点:单元网格与裂纹面相互独立,裂尖不必是单元节点,裂尖处网格也不需要加密,域内积分可转化为边界积分,形函数不需求导,对网格质量要求低;因此是分析断裂问题的简洁高效的数值计算方法.     

地下水污染模型的特征有限元解法──以佳木斯为例

特征有限元法是求解对流─弥散方程的一种有效方法，特别是将该法用于求解对流项占优的溶质运移问题时，其优越性尤为突出，解决了使用其它数值方法求解时所不可避免的数值弥散问题。本文首先介绍了这种方法的基本原理，提出了特征有限元法求解时确定运动质点所属单元的方法，随后以佳木斯地区为例，介绍了这一方法在求解地下水污染问题时的具体运用。     

求解常系数 ODE 的 Sobolev 正交小波有限元法

通过采用周期化的Ｓｏｂｏｌｅｖ正交小波基函数来数值求解常系数常微分方程，分析了这种Ｓｏｂｏｌｅｖ正交小波有限元法的一般步骤和算法特点．数值实验说明该法的收敛速度和误差分布都很好．     

多尺度有限元法求解奇异摄动反应扩散问题

为求解二维的奇异摄动反应扩散边界层问题,研究了新的多尺度有限元法.该方法通过构造特殊的多尺度有限元空间,即利用基于微分算子的多尺度基函数以及边界区域附近定义的解析奇异性基函数,能够很好地改善边界层误差,新方法是数值稳定的,与摄动系数ε的大小无关.数值实验验证了方法的有效性与优势,在一致粗网格下不但计算精度明显优于传统有限元法,而且随着网格加密对l2范数、能量范数分别有2阶、1阶收敛率.     

基于PML和有限元法求解二维时谐散射问题

将PML技术与有限元法相结合,求解二维时谐波的散射问题.分别在直角坐标系和极坐标系下构造相应的PML方程.在PML层中采用有界和无界两类吸收函数,并通过数值实验验证了所提方法的可行性和有效性.     

交叉型裂纹扩展模拟的一种有效方法

结合广义有限元法(GFEM)和扩展有限元法(XFEM)的特点,提出了一种新的数值方法——广义扩展有限元法(GXFEM).阐述了广义扩展有限元法的基本原理,对相关公式进行推导,探讨数值实现中需注意的重要问题,给出利用广义扩展有限元法进行断裂分析时应力强度因子的计算方法,编写了广义扩展有限元法程序.通过算例进行了应力强度因子的计算,模拟了结构裂纹的扩展过程.算例结果表明,利用广义扩展有限元法计算交叉裂纹扩展问题,不需要进行过密的网格划分,且网格在裂纹扩展后无需重新剖分,具有相当高的计算精度.     

一类可微的精确罚函数方法

针对通常精确罚函数方法在可行域边界不可微的缺点,构造了一类可微的精确罚函数方法,使得它能采用无约束优化方法中许多有效的解析方法。作者提出了精确罚函数的构造,讨论了它的性质,证明了算法的收敛性,并给出了数值计算实例。     

一种解Euler方程的特征有限元法

本文给出了求Euler方程数值解的特征有限元法。     

求解不等式约束问题的一类新的精确罚函数方法

对于光滑的非线性不等式约束优化问题,我们提出了一类新的精确罚函数,并给出了罚函数的精确性质的充分条件.在实际应用过程中,优化问题的可行域可能是空集.因此,本文在考虑了问题可能不可行的前提下,讨论了精确罚函数方法,并分析了其全局收敛性.最后通过数值实验,证明了该算法对于不同类型的罚函数是有效的.