局部Petrov-Galerkin方法在非线性边值问题中的应用

把一种真正的无网格局部Petrov-Galerkin方法用于求解非线性边值问题.为了克服一般局部Petrov-Galerkin方法计算工作量较大的问题,选择一个分段函数作为加权残值法的加权函数,简化了非线性问题中刚度矩阵的域积分.基于局部Petrov-Galerkin积分方程逐点建立的思想,推导了一种直接插值法用于施加本质边界条件.通过算例表明,这种局部Petrov-Galerkin方法是一种具有收敛快、精度高的方法.     

MLPG法在塑性大变形和应变局部化问题中的应用

把无网格Petrov-Galerkin(MLPG)法推广应用于弹塑性材料大变形和应变局部化问题。把空间坐标表示的基本变量在材料坐标上进行积分,避免了更新积分子域的形状。形函数及其对材料坐标的导数在迭代开始前计算并存储。形函数对空间坐标的导数及空间坐标下的子域边界外法线方向使用张量变换得到。采用乘法分解超弹塑性本构模型,以便模拟更大的变形。算例表明,所推导的非线性M LPG方法能够精确模拟弹塑性材料的大变形,并能模拟应变弱化材料由于不稳定塑性变形导致的应变局部化现象。     

各向异性板稳定性分析的局部Petrov-Galerkin方法

基于Kircihhoff板理论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-Galeibn(MLPG）方法在各向异性板稳定问题中的应用．分析中,本质边界条件采用罚因子法施加,离散的特征值方程由板稳定控制方程的局部积分对称弱形式中得到．通过各向同性板和对称角铺设层合板的数值算例并与其他方法的结果进行比较,表明MLPG法求解各向异性板稳定问题具有收敛性好、精度高等一系列优点。     

移动最小二乘配点的Petrov-Galerkin局部无网格方法

基于加权残值法和移动最小二乘(MLS)法并结合局部Petrov-Galerkin无网格方法(MLPG)的灵活性,将移动最小二乘配点法应用到无网格方法当中,建立了MLS配点无网格法的基本方程.在局部子域上利用Petrov-Galerkin原理给出了微分方程局部弱形式,通过惩罚因子引入本质边界条件;将局部弱对称形式进行离散化后,推导出移动最小二乘配点的Petrov-Galerkin局部无网格系统的刚度矩阵、载荷矩阵.通过数值算例证明该方法具有很高精确性、有效性和实用性.     

三维Helmholtz方程的边界点方法

将移动最小二乘近似和边界积分方程相结合,提出了求解三维Helmholtz方程内外边值问题的无网格边界点方法.该方法用单层位势理论将Helmholtz方程转化为间接边界积分方程,并用边界点法离散间接边界积分方程.由于边界积分方程中含有基本解的积分计算时会出现弱奇异,详细推导了弱奇异积分的计算方式.数值算例表明了间接边界点法求解三维Helmholtz方程的有效性.     

非线性热传导问题的基于滑动Kriging插值的MLPG法

利用基于滑动Kriging插值的无网格局部Petrov-Galerkin(MLPG)法来求解二维非线性稳态和瞬态热传导问题,Heaviside分段函数作为局部弱形式的权函数,并通过加权余量法推导相应的离散方程.该问题考虑了材料热传导系数随温度的线性变化,并通过拟线性法来求解非线性问题的解,时间域的离散通过向后差分法来实现.基于滑动Kriging插值构造MLPG中的形函数由于满足克罗内克δ性质,因此可以直接准确地施加本质边界条件.在构造刚度矩阵过程中,只涉及边界积分,不涉及区域积分和奇异积分.将数值计算结果与有限元法得到的结果加以对比可以看出,基于滑动Kriging插值的MLPG法能够很好地解决此类热传导问题.     

弹塑性力学问题的自然边界积分方程

以二维弹性力学自然边界积分方程法为基础建立了二维弹塑性问题的自然边界积分方程．这种方法从位移导数边界积分方程出发，通过适当组合和分部积分，将全部和部分边界上张量转换为新的边界张量，从而构造出一种新的边界积分方程．这种新边界积分方程相应的积分核函数在源点处处表现为强奇异积分，并易于获得其Cauchy主值积分．自然边界积分方程与位移边界积分方程联合使用可直接获取边界应力，大大提高了边界应力的计算精度．数值结果证实了本文方法的有效性和正确性。     

Signorini问题的插值型边界无单元法

本文将改进的移动最小二乘插值法和边界积分方程结合,提出了求解Signorini问题的一种新的边界类型无网格方法——插值型边界无单元法.该方法用投影算子处理Signorini问题中的非线性边界不等式条件,然后将Signorini问题归化为边界积分方程,并用改进的移动最小二乘插值法近似未知的边界变量,然后本文分析了该方法的收敛性.数值算例表明该方法在求解Signorini问题时的可行性和有效性,相对于边界元方法也具有更好的精度和收敛速度.     

MLPG法在塑性大变形和应变局部化问题中的应用

把无网格Petrov-Galerkin(MLPG)法推广应用于弹塑性材料大变形和应变局部化问题。把空间坐标表示的基本变量在材料坐标上进行积分,避免了更新积分子域的形状。形函数及其对材料坐标的导数在迭代开始前计算并存储。形函数对空间坐标的导数及空间坐标下的子域边界外法线方向使用张量变换得到。采用乘法分解超弹塑性本构模型,以便模拟更大的变形。算例表明,推导的非线性MLPG方法能够精确模拟弹塑性材料的大变形,并能模拟应变弱化材料由于不稳定塑性变形导致的应变局部化现象。     

三维位势问题新的规则化边界元法

本文致力于三维位势问题的间接变量规则化边界元法研究,提出了新的规则化边界元法的理论和方法.构造了与法向量关联的两个线性无关的特别切向量,建立与问题基本解有关的量的法向、切向梯度的特性定理,提出转化域积分方程为边界积分方程的极限定理,在此基础上,导出间接变量规则化边界积分方程.与广泛实践的直接边界元法比,本文具有优点：（1）降低了密度函数的连续性要求;（2）更适合求解薄体结构问题.因为所给方程中不含超奇异与几乎超奇异积分,积分的规则化算法更加有效;（3）可计算任何边界位势梯度.数值实施时,C0连续单元描述几何曲面,不连续插值逼近边界量.针对问题的特殊的边界曲面,提出一种精确几何单元.数值算例表明,本文算法稳定、效率高,所得数值结果与精确解相当地吻合.     

无网格局部Petrov-Galerkin方法的改进及其应用

重新审视、研究了无网格局部Petrov—Galerkin方法，在肯定方法优点的同时，指出了它的不足之处，并有针对性地提出了采用蒙特卡罗方法进行数值积分的改进方案．无网格局部Petrov-Galerkin方法的缺点在于刚度矩阵及荷载项的数值积分虽不需要在全局背景网格下进行，却需要在局部支撑域布置更为细致的网格．本文的改进方案摒弃了高斯数值积分，采用不需要背景网格的蒙特卡罗随机积分法．     

轴颈倾斜的径向轴承热弹性流体动力润滑分析

通过联立求解质量守恒的广义Reynolds方程、能量方程、固体热传导方程和固体变形方程,建立了轴颈倾斜的径向轴承三维热弹性流体动力润滑（TEHD）模型.在此基础上,深入研究了轴颈倾斜径向轴承的TEHD性能.结果表明,弹性变形和热变形都对轴颈倾斜径向轴承的性能具有显著影响.当只考虑弹性变形时,油膜厚度变化曲线出现了局部“凸”的形状,且最大油膜压力减小;当只考虑热变形时,油膜厚度变化曲线出现了局部“凹”的形状,且最小油膜厚度增大,但热变形对最大油膜压力的影响不大;当同时考虑弹性变形和热变形（即完整的TEHD模型）时,轴颈倾斜径向轴承的所有性能参数都发生了明显的变化,因此,对于重载高速的操作工况,有必要建立轴颈倾斜径向轴承的TEHD模型.     

用局部Petrov-Galerkin方法分析弹性杆振动问题

提出一维弹性动力问题的局部Petrov -Galerkin方法 ,这是一种真正的无网格方法。这种方法采用移动最小二乘函数来近似解变量 ,并且采用移动最小二乘近似函数的权函数作为加权残值法的权函数。文中对形成的离散动力学方程用Newmark方法求解 ,计算实例表明 :局部Petrov -Galerkin方法是一种很有效的求解弹性动力学问题的方法。     

基于局部彼得罗夫-伽辽金法的超长桩受力分析

竖向荷载作用下,超长桩的受力可以近似按照平面问题求解.本文通过综合分析,采用横向各向同性弹性半空间地基模型,利用局部彼得罗夫-伽辽金法(MLPG),考虑基桩大变形,编制了实用的计算机程序,并对超长桩在竖向荷载作用下的承载机理做了较深入的分析.     

自然邻接点局部Petrov-Galerkin法求解中厚板弯曲问题

将基于自然邻接点插值的无网格局部Petrov-Galerkin方法应用于分析中厚板弯曲问题.自然邻接点插值创建的形函数具有Kronecker Delta函数性质,故能够准确地直接施加本质边界条件.在板中面上的局部多边形子域上采用局部Petrov-Galerkin方法建立系统平衡方程,这些子域由Delaunay三角形创建...     

全空间中粒子和裂纹的对偶边界积分方程及数值解

针对弹性固体中同时含有粒子和裂纹的情况, 建立了全空间中的粒子和裂纹的位移间断形式的对偶边界积分方程计算模型, 解决了全空间条件下难以对研究对象进行直接加载的问题. 采用边界积分方程的离散形式对含有少量粒子和裂纹的典型情况进行了数值分析, 其中对粒子边界(或界面)和裂纹面分别采用边界点法和高斯配点法进行离散, 计算了裂纹的应力强度因子, 探讨了粒子与裂纹的相互作用. 通过与已有研究结果比较, 验证了计算模型与计算机程序的正确性与可靠性.     

动态断裂力学问题中的局部Petrov-Galerkin 无网格方法

用无网格局部Petrov—Galerkin方法分析有限尺寸裂纹体受瞬态载荷作用的动力学问题．采用移动最小二乘近似函数为试函数的局部：Petrov-Galerkin方法,时间积分采用中心差分法,给出了正则应力强度因子的时间历程图与给定时刻的应力随裂纹尖端距离的变化关系图。     

Multi-Variable Non-Singular BEM for 2-D Potential Problems

A multi-variable non-singular boundary element method (MNBEM) is presented for 2-D potential problems. This method is based on the coincident collocation of non-singular boundary integral equations(BIEs) of the potential and its derivatives, where the nodal potential derivatives are considered independent of the nodal potential and flux. The system equation is solved to determine the unknown boundary potentials and fluxes, with high accuracy boundary nodal potential derivatives obtained from the solution at the same time. A modified Gaussian elimination algorithm was developed to improve the solution efficiency of the final system equation. Numerical examples verify the validity of the proposed algorithm.     

三维弹性静力问题的无网格局部Petrov-Galerkin法

将二维平面问题的无网格局部Petrov-Galerkin法拓展到三维的相应理论中，编制了该法相应的三维Fortran程序.分析了均匀受拉立方体和悬臂梁两个经典算例，将所得结果与有限元法和解析解对比.结果表明了无网格局部Petrov-Galerkin法在解决三维弹性静力问题时的可行性和有效性，相对于有限元方法在位移解和应力解上也具有更好的精度.     

函数配点法与不重叠Schwarz交替法求解椭圆方程

为了克服用一般的全域径向基配点法求解椭圆方程时所带来的配置矩阵为非对称满阵且高度病态的问题,将径向基函数配点法和不重叠型Schwarz交替法结合用于求解椭圆方程,该方法把求解大规模问题转化为求解多个小的子区域问题,取得较好的结果并且提高了计算速度.