基于Runge-Kutta不连续Galerkin方法的斜率限制器

采用高阶Runge-Kutta不连续Galerkin方法对欧拉方程进行数值研究。针对高分辨率数值流通量格式中斜率限制器展开研究,采用虚拟流体法这种界面处理方法和斜率限制器共同抑制数值振荡。结果表明:斜率限制器计算稳定,计算精度高,能实现计算的高精度和高分辨率;在数值计算方法采用不连续Runge-Kutta Galerkin方法,界面处理方法采用虚拟流体法的计算环境下,斜率限制器十分高效和精确,在工程应用中有广阔的前景。     

抛物型问题的不连续Galerkin方法

应用基于时间空间上的有限元离散的不连续Galerkin方法对抛物型问题进行了离散近似研究.解析半群方法具有对发展方程长时间积分而不积累误差的性质,文中应用解析半群方法推导了不连续Galerkin近似的先验误差估计和后验误差估计.     

抛物型问题的不连续Galerkin方法

应用基于时间空间上的有限元离散的不连续Galerkin方法对抛物型问题进行了离散近似研究。解析半群方法具有对发展方程长时间积分而不积累误差的性质 ,文中应用解析半群方法推导了不连续Galerkin近似的先验误差估计和后验误差估计。     

间断Galerkin方法中的加权本质无振荡限制器述评

间断Galerkin(DG)有限元方法是当今求解可压缩双曲守恒律的一类重要的高精度数值方法,限制器是DG算法稳定的关键,用于控制DG格式在间断问题计算中产生的伪振荡进而保证格式的稳定性.针对以前存在的限制器不能保持格式精度、影响DG方法的空间紧致特性、多数不适用于多维或复杂网格体系等缺陷.本文综述了近十年来本课题组开展...     

抛物型问题的不连续Gealerkin方法

应用基于时间－空间上的有限元离散的不连续Galerkin方法对抛物型问题进行了离散近似研究。解析半群方法具有对发展方程长时间积分而不积累误差的性质，文中应用解析半群方法推导了不连续Galerkin近似的先验误差估计和后验误差估计。     

一维溃坝问题的间断Galerkin方法

将间断Galerkin方法应用于一维溃坝问题中,采用了两种不同数值流函数,对其进行比较。使用TVDM,TVBM型的限制器,同时利用一种改进的限制器来消除振荡。与一种高分辨率TVD性质的差分方法做了比较。结果表明间断Galerkin方法得到了更加逼真的图像。     

连续时间Galerkin方法解非线性椭圆-抛物型问题的误差估计

讨论了解非线性椭圆－抛物型问题的连续时间Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法及误差估计。在某些假定下，获得了最优 Ｌ２（Ｈ１）先验误差估计及其它一些结论。     

H(curl)-椭圆问题不连续Galerkin法的后验误差估计

针对 Lipschitz 多面体区域上 -椭圆问题的不连续 Galerkin 法, 提出了一种新的基于残量型的后验误差估计, 并证明了该后验误差的一个上界估计. 其中问题的最困难性在于如何处理跳跃项中出现的局部网格尺寸的负次幂.     

有界延迟微分方程Runge-Kutta方法的渐近稳定性

讨论了一类延迟量为有界变量的非线性变延迟微分方程初值问题, 得到了带线性插值的Runge- Kutta 方法的渐近稳定性结果. 即如果Runge- Kutta 方法( A, b , c) 是( k , l) - 代数稳定的且k < 1, 那么带线性插值的该方法是GAR( 2m , l) - 稳定的.     

一类抛物型方程的Galerkin方法

对一类抛物方程非齐次边值问题,先利用变量替换法,将其非齐次边值问题转化为齐次边值问题,再运用Galerkin方法证明其解的存在性.     

稳定渗流分析的局部间断伽辽金有限元法

针对稳定渗流分析问题的特征,依据局部间断伽辽金有限元法原理,推导出稳定渗流分析问题的局部间断迦辽金有限元法基本计算格式,并对该计算格式的有效性进行探讨.通过分析基本计算格式相应的变分形式,考虑变分形式中双线性算子的稳定性及有界性,利用Lax-Milgram定理论证这一基本计算格式解的存在性、唯一性,从而证明局部间断伽辽金有限元法可以用来处理稳定渗流分析问题.通过对该格式的解进行先验误差分析,证明其近似解具有p+1阶的精度,表明相对于一般的有限元法来说,局部间断伽辽金有限元法是一种高精度的数值计算方法.     

半导体drift-diffusion模型的局部间断Galerkin方法及数值模拟

考虑半导体drift-diffusion(DD)模型一维和二维问题的局部间断Galerkin(LDG)方法,并进行数值模拟。模拟一维问题时,在浓度变化剧烈的部分采用细网格,在浓度变化平缓的地方采用粗网格,并与均匀网格的数值模拟进行比较,实现了在非均匀剖分下节省空间剖分单元数并加快了运行速度的目的。模拟二维问题时,采用了Dirichlet和Neumann相结合的边界。数值结果验证了LDG方法的稳定性。     

一种平面问题的加权Nitsche间断伽辽金有限元法

以经典间断伽辽金有限元法求解弹性力学界面问题,存在着由于稳定系数取值不当引起的数值不稳定问题,而加权Nitsche间断伽辽金有限元法可以缓解这种问题,但仅应用于常量单元离散的情况。为解决上述问题,基于加权Nitsche间断伽辽金有限元法,针对平面弹性力学问题,推导了四节点四边形单元离散情况下的加权系数和稳定参数的计算公式,建立了权重与稳定参数间的定性依赖关系。通过建立和求解广义特征值问题,实现了加权系数和稳定参数的自动计算,使得高阶单元的使用成为可能。通过数值试验检验了方法的收敛性和稳定性。结果表明:在求解均匀或材料分区不均匀介质问题时,加权Nitsche间断伽辽金有限元法均表现出良好的稳定性,且计算结果具有较高的精度。所提出的方法在一定程度上无须人工干预,具有高效率、高精度和良好的稳定性,可以应用于复杂界面问题。     

基于改进相差法的超声波微流量检测

针对传统超声波流量测量方法在微小流速工况下难以实现高精度测量的问题,提出一种基于计数器法与取样积分法相结合的改进相差法测量方法.首先采用高稳定性电子计数器实现整周期延迟相位粗测量,再基于取样积分原理实现剩余子相位的精细测量,通过增大取样积分次数抑制由抖动引起的相位差测量误差;同时通过移相控制,消除传统鉴相器具有的不稳定...     

不连续问题的无网格分域算法

提出一种无网格方法中采用分域的思想处理材料和位移不连续问题的方法。该方法将求解域沿不连续面进行分域,通过使用两种转换矩阵使子域交界面上的位移连续性得到满足;采用分块矩阵法计算转换后的刚度矩阵,所得刚度矩阵仍具有稀疏、带状性。可采用与有限元耦合的方式施加本质边界条件。编制了该算法的计算程序,通过对材料不连续悬臂梁弯曲问题的分析和单边裂纹板裂纹张开位移的计算,验证了该算法的正确性和有效性。     

曲边多角形区域上不连续介质问题基于直接边界积分方程的机械求积法

作者提出了多角形区域上不连续介质问题.(γ(x)u(x))=0基于直接边界积分方程的机械求积法.作者首先导出了多角形不连续介质问题的等价直接边界积分方程组,然后采用三角周期变换,去除边界积分方程组解在角点的奇异性,利用SidiIsraeli求积法则,构造机械求积法.数值结果表明该算法简单、有效,计算量低且具有高精度.     

EFG法在拓扑优化中的灵敏度分析与应用

针对传统拓扑优化过程中所出现的数值不稳定性现象,以节点相对密度为设计变量,结构的柔度最小化为目标函数,提出了一种以无网格Galerkin法为数值分析方法的结构拓扑优化数学模型。利用SIMP插值模型和优化准则法,推导出其灵敏度分析算法,并编写了相应的计算程序,完成了两个连续体结构的拓扑优化。所得结果与基于有限元法的拓扑优化结果对比显示,应用无网格Galerkin法对结构进行拓扑优化设计,不仅能有效抑制棋盘格现象,且具有较好的迭代收敛性。     

无单元法应用于欧拉梁的动力特性分析

基于广义移动最小二乘法建立了同时考虑挠度和转角双变量的无单元法用于欧拉梁的动力计算.与传统有限元法相比,该方法只需输入节点信息无需定义单元,具有前处理简单的优势;与只考虑挠度的单变量无单元法相比,该方法具有更高的插值精度.运用双变量无单元法计算了4种不同边界条件欧拉梁的自振圆频率和振型,通过与理论解、有限元解、单变量无单元解的比较,表明无单元法在动力分析中的应用是可行的,欧拉梁的计算同时考虑挠度和转角双变量是必要的,该法在高阶振型计算中具有精度优势.     

能量法结合径向条分法求边坡稳定性

采用对数螺旋破坏面,对边坡滑动面及其上部土体进行分析。根据能量守恒原理,假设滑动面上部土体绕极点的虚拟转角位移为dθ,结合径向条分法,建立边坡的稳定性计算模型。基于虚设的转角位移dθ,计算土体重力做功、滑动面抗滑力做功以及条分后滑动块体内部各分界面上由于自适应变形而产生的内部能量耗散,使用强度折减法计算安全系数F_S。通过算例,并与极限分析法的计算结果进行比较,表明能量法与极限分析法的计算结果较为接近,且前者稳定系数更低。对模型中的主要参数进行稳定性计算,分析各参数对边坡稳定性的影响,对边坡的稳定性评估及设计施工有一定的参考价值。