笛卡尔切割单元法在湖泊二维流场模拟中的应用

针对湖泊几何边界复杂的特点,为了高效并准确地计算流场,采用了基于有限体积法的笛卡尔切割单元法.该方法在流场主要区域采用笛卡尔网格,而对与固体边界相交处的单元采用特殊的处理.这样既保留了笛卡尔网格求解速度快的优点,同时在边界处又保证了精度,避免了传统差分法处理该类问题需采用阶梯形网格逼近而导致的失真问题.通过与一个标准算例的贴体网格计算结果对比,显示计算结果一致.最后运用笛卡尔切割单元法,求解了杭州西湖的二维流场,结果表明该方法适用于具有复杂几何边界的湖泊流场求解,且精度较高.     

基于关系矩阵的复合宽边界区域拓扑关系计算

简单宽边界区域拓扑关系计算比较简单,而复合宽边界区域拓扑关系计算比较复杂,因而需要一个计算方法以实现复合宽边界区域拓扑关系计算、查询和分析处理。在分析复合宽边界区域与简单宽边界区域关系联系的基础上,研究了根据复合宽边界区域中简单宽边界区域拓扑关系矩阵计算复合宽边界区域拓扑关系的方法,并根据复合宽边界区域的性质,简化了算法。计算方法使得扩展九交模型不再是一个概念模型,而是可计算的,从而为查询和分析处理宽边界区域拓扑关系奠定了基础。     

基于关系矩阵的复合宽边界区域拓扑关系计算

简单宽边界区域拓扑关系计算比较简单,而复合宽边界区域拓扑关系计算比较复杂,因而需要一个计算方法以实现复合宽边界区域拓扑关系计算、查询和分析处理。在分析复合宽边界区域与简单宽边界区域关系联系的基础上,研究了根据复合宽边界区域中简单宽边界区域拓扑关系矩阵计算复合宽边界区域拓扑关系的方法,并根据复合宽边界区域的性质,简化了算法。计算方法使得扩展九交模型不再是一个概念模型,而是可计算的,从而为查询和分析处理宽边界区域拓扑关系奠定了基础。     

基于区域分解的混合法计算节点电场强度

针对基于节点电位有限元方法计算节点电场强度,尤其是针对多媒质问题时边界及交界面上的电场强度计算精度低的问题,提出了基于区域分解的混合法计算研究区域内的节点电场强度以及边界电场强度法向分量和切向分量的方法.根据材料属性的不同将计算区域进行分解,然后对各区域分别采用加权平均法、边界电场约束法以及反距离加权平均法计算区域内部节点电场强度、边界(或交界面)节点电场强度的法向分量和切向分量.对一个具有解析解的同轴电缆模型,分别用混合法和Ansys软件进行计算,对比结果表明混合法的计算精度明显高于Ansys软件方法.     

边界拟合坐标法的应用：长江口南支非恒定流计算

为了既能精确地拟合不规则区域边界,又使有限差分的计算能在规则的网格上进行,在长江口南支河段非恒定流的平面二维数值模拟中,采用了近年来得到广泛注意的边界拟合坐标法,为了提高计算的稳定性,本文引用了二维人工粘性项和人工光滑的方法。计算结果与实测资料相当吻合。计算结果还表明,在同样的网格密度下,使用边界拟合坐标的差分计算的CPU仅比使用昔通网格的差分计算略有增加。所以,在二维水流计算中,这是一种值得推荐的方法。     

复杂宽边界区域拓扑关系计算模型

宽边界区域是一种通用的处理各种不确定性的模型,在地理信息领域得到了广泛应用.扩展九交模型用宽边界区域的内部、宽边界和外部所形成的9个交来区分宽边界区域的拓扑关系.由于扩展九交模型只是一个概念模型,从概念上对宽边界区域拓扑关系进行查询语句定义和分析,而在计算机处理中需要一个可计算的模型.对于简单宽边界区域,其计算方法比较简单;而对于复杂宽边界区域,由于其结构的复杂性,必须有一个可计算的模型以实现拓扑关系计算、查询和分析处理.在分析复杂宽边界区域结构的基础上,定义了复杂宽边界区域的层次模型,并基于层次模型提出了复杂宽边界区域拓扑关系的计算模型.     

三维弹性体边界元常单元的精确积分计算

边界元方法中的边界积分计算影响计算精度和计算速度.当采用常单元计算时,非奇异积分一般采用数值积分,奇异积分采用精确积分法.文章采用积分区域变换和高斯公式,将三维弹性问题的二维积分化为一维积分,使常单元奇异积分和非奇异积分都能采用精确积分的方法计算.实例计算结果表明,此算法能使边界积分的求解精度和计算速度都得到提高.     

射流预测法与近壁三维爆炸气泡计算

针对近板壁三维爆炸气泡的计算,运用射流预测法和局部曲面拟合来改善泡面单元形态,解决了由于网络籴形而引起的计算不收敛问题,运用边界单元法来求解流,通过算例,给出气泡迁移,射流等重要动力学行为,得到爆炸气泡一个周期的解。     

弹塑性静,动力学的边界区域单元法

本文从推广的Betti功互换定理出发,对弹塑性静动力学和力学的问题建立起一种新的边界积分求解格式——边界区域单元法。这种方法可以方便地把求解弹性塑静、动力学等问题编成统一的电算程序。它与边界单元法比较,对动力问题,不必进行拉氏或富氏数值交换;对弹塑性问题,可避免在增量段中进行迭代计算。     

采用断续附设边界的间接边界单元法解位势问题

本文提出了在间接边界单元法界采用断续的附设边界来求解位势问题.该方法避免了奇异积分,简化了计算,同通常的奇异间接法相比,它大大地提高了计算精度.     

边元有限元法与矢量吸收边界条件相结合计算三维散射问题

利用有限元中的一种新型矢量元——“边元”的概念，给出了计算三维电磁散射问题时的一种新方法——矢量吸收边界条件与边元法结合．这种方法与传统的方法相比具有求解变量少、计算精度高等特点．通过对典型算例的计算，且与矩量法的结果进行对比，验证了文中算法的有效性，尤其是对分层媒质的问题，这种算法的优越性更为突出     

厚板低阶广义协调矩形元

采用常内力状态下的广义协调条件，将剪切变量用结点挠度和转角表示，导出一个具有１２个自由度的厚板、薄板都通用的矩形弯曲单元。此单元的自由度少，精度高，能通过分片检验，不出现剪切闭锁现象，具有位移型单元简便实用的优点。     

一类二维非线性发展方程的交替方向有限体积元方法

采用交替方向有限元方法的离散思想,利用差分方法中的Douglas格式,给出了求解一类二维非线性发展方程的基于双线性插值的交替方向有限体积元法.文中对该方法进行了误差估计,并用数值例子验证了方法的有效性.     

圆板及环板的静力分析

本文提出一种用于圆形、环形薄板分析的环形条元及实心板元,并与传递矩阵法相结合对圆板及环板进行静力分析。此方法不仅可以节省内存,而且计算简单迅速,精度高于有限单元法,并且适宜于实际工程应用。     

考虑多种因素的覆冰输电线舞动的有限元分析

采用梁单元模拟覆冰输电线,利用Newmark时间积分和Newton-Raphon非线性迭代法求解有限元方程,编写了相应的有限元程序,通过有限元软件ANSYS计算并验证了方法和程序的正确性.研究了风速、和档距长度对舞动幅值及导线舞动过程中张力的影响,同时探讨了攻角对舞动的影响,得出了一些重要规律,为导线舞动的预防及减小舞动的幅值提供了依据.     

P1非协调Mortar元的V循环多重网格方法

给出了求解偏微分方程的P1非协调Mortar元的一个V循环多重网格方法，并证明了此方法的一致收敛性，即收敛性与网格层数和网格尺寸无关。     

边界单元法在地基动力分析中的应用

本文系采用边界单元法对半无限地基进行三维动力分析.分析表明,在半无限体的三维动力分析中,该法远比有限单元法优越得多.文中有关基础与地基间相互作用的动力分析问题的讨论,仅限于三维刚性基础和均质线弹性(或粘弹性)土体.本文将动力问题用边界元法表示成时间域中的公式,并以逐步积分法求得相应的动力反应.最后,将圆形和矩形刚性基础的计算结果与理论值相比,两者十分吻合.     

Mortar型旋转Q1元的瀑布型多重网格方法

展现了mortar型旋转Q1元的瀑布型多重网格方法.证明了采用共轭梯度作为光滑子的瀑布型多重网格法是最优的,而采用其它传统迭代作光滑子的瀑布型多重网格法是拟最优的.并通过数值试验验证了我们的理论结果.     

有限元法求解内力影响线

利用功的互等定理,推出适用于有限元求解内力影响线的方法.求某截面的影响线时,该法只需对该点所在单元加一组荷载用有限元软件很快可以得到位移图,弯矩影响线与位移图完全一致,而剪力影响线也只需稍稍修改即可得.这种方法较适合于求复杂超静定结构的弯矩影响线.     

十五参三角形板元

利用常规方法，本文构造一个１５参三角形板元，证明了该元构造的适定性，及它对任何剖分形式收敛，并给出误差分析。