矩形网格双曲型方程的质量集中有限元法

讨论了矩形网格上双曲型方程的质量集中有限元法.首先,给出了所讨论问题的质量集中有限元Crank-Nicolson全离散逼近格式;其次,对讨论问题的解与逼近格式的解之间的误差进行了分析,在不需要传统的椭圆投影算子条件下得到了在各向异性网格下的最优误差估计.     

矩形网格非稳态四阶椭圆方程的质量集中有限元法

讨论了矩形网格上非稳态四阶椭圆方程的质量集中有限元方法.首先,给出了所讨论问题的质量集中有限元Crank-Nicolson全离散逼近格式.其次,对讨论问题的解与逼近格式的解之间的误差进行了分析.不需要传统的椭圆投影算子,在各向异性网格下得到了一定模意义下的一些误差估计.     

Sobolev型方程混合有限元解的超收敛分析

作者考虑了二维Sobolev型方程混合有限元解的超收敛问题.通过在矩形网格上构造混合有限元空间,并利用积分恒等式对方程的解进行高精度算法分析,作者获得了解的超逼近性质和插值有限元解的整体超收敛结果.数值实验验证了方法的有效性.     

具有小周期参数抛物型方程一种新的双尺度有限元分析

利用均匀化,渐进展开式和双尺度有限元方法,对具有高阶震荡系数的抛物型方程给出了一种新的半离散有限元格式,即在时间上保持连续,空间上利用双尺度有限元进行离散.并分析了该格式的收敛性.     

一类Poisson-Nernst-Planck方程的边平均有限元计算

针对一类三维Poisson-Nernst-Planck方程, 给出一种边平均有限元离散形式. 在适当的网格条件下, 该离散形式得到的总刚度矩阵为M-矩阵, 从而保证了数值解的非负性. 数值实验结果表明, 边平均有限元方法相比于标准有限元的CPU时间更短, 且误差较小.     

弱条件下二阶椭圆问题求解的数值积分格式与收敛性分析

给出了一种带有数值积分方案的求解二阶椭圆问题的有限元计算格式.与精确方法相比,仍保持收敛性和收敛价,并在较弱条件下给出了收敛性分析.数值算例说明算法可行,并且与理论分析结果一致.     

预测复合材料有效性质的聚类有限元分析及相互作用矩阵性质研究

复合材料的非线性力学性质对其优化利用具有重要意义．基于数据聚类的思想,提出了聚类有限元分析(FCA)方法快速预测复合材料的非线性力学性质．在简要介绍FCA基本原理和方法的基础上,重点研究了FCA方法中联系施加在块上的均匀本征应变与块平均应力之间的相互作用矩阵,讨论了其自平衡性、完备性和奇异性．对于没有引入平均化误差的极限情况(采用常应变单元,每块一个单元),相互作用矩阵奇异完备,给出的块应力在有限元节点上满足平衡条件．对于一般情况,由于块内应变平均化引入的误差,相互作用矩阵非奇异且给出的块平均应力是在块最小势能意义下的平衡力系,通过补充块应变的协调条件,采用降阶模型和块最小余能原理仍可以高效近似预测复合材料的非线性有效性质．由于采用了块内应力应变的平均化,所得结果可为基于聚类分析的其他降阶模型方法面临类似的问题研究提供参考．     

非线性反应扩散问题两网格混合有限元法的数值分析

对于一类非线性反应扩散问题,给出了一种两网格混合有限元解法.首先在粗网格上求解非线性方程组,然后在细网格上采用了牛顿迭代求解.从数值分析的角度对两网格混合有限元算法进行了研究.数值算例结果表明,与混合有限元方法相比,两网格混合有限元方法在不降低解的精度阶数的条件下,提高了计算速度.     

输运方程谱有限元耦合方法 及其在核工业中的应用

本文研究求解Boltzmann方程的谱有限元耦合方法,给出了求解输运方程的谱标准Galerkin有限元、谱流线扩散有限元、谱间断有限元耦合格式.研究这些格式的收敛性,并将它们应用到了核测井领域.     

Stokes问题的集中质量非协调有限元法

主要讨论了一类Stokes问题的质量集中非协调有限元方法———半离散情形 .首先给出了所讨论问题的质量集中非协调Galerkin有限元方法的离散格式 ;其次对所讨论问题的解与其所给出的离散问题的解之间的误差进行了分析研究 ;最后利用Stokes投影算子的性质 ,得到了L2 模和能量模方面的一些误差估计     

流形方法的矩形覆盖系统及其全自动生成算法

作者在流形方法里采用矩形作为数学覆盖,从另一角度提出了一种不同于有限元法的数值分析方法。该方法结构简单,不需要准备单元和结点数据,数据输入量少,能够很方便地实现与CAD技术的一体化。文中详细地讨论了使用矩形网格的流行方法的理论和实施技术,并给出了其矩形覆盖系统的全自动生成算法。算例结果表明,理论和方法是正确、有效的。     

有限元法在液压传动流道分析计算中的应用

用有限元方法对液压传动中的异形断面－等腰三角形，梯形和矩形断面流道进行数值模拟，获得了不同流动条件下的流场，给出了计算结果。     

长方形岩石劈裂应力分析

 提出一种基于弹性力学平面问题傅里叶级数的长方形岩石劈裂应力解析方法。为了与该傅里叶级数解析方法比较,建立了相同劈裂载荷条件下长方形岩石三维有限元模型,分析了劈裂试件的应力分布,以及试件宽长比、垫条宽度对劈裂试件应力分布的影响。结果表明,两种方法的分析结果一致,劈裂试件的最大拉应力未出现在试件中心,而是出现在试件x=0 对称轴上靠近边界的某一点;最大拉应力随着垫条宽度2c 和试件宽长比b/a 的增加而减小;正方形试件的最大拉应力大于圆柱形试件的最大拉应力。通过类岩石材料劈裂实验,证明了该傅里叶级数解析方法描述的长方形岩石劈裂应力分布规律与实验结果相符。     

有限单元法的非结构化网格及其自动生成

本文介绍了有限单元法非结构化网格的基本原理及其自动形成方法。由于有限元法是一种离散的数值求解方法，其近似求解方法的精确度，很大程度上取决于所形成网格的质量。另外，对于工程中一些形状复杂的问题，一般的网格生成方法很难对其进行离散。非结构化网格及其自动生成，使复杂形状的工程问题容易地进行离散，改善所形成网格的质量，提高近似计算的精确度，并且在有限元网格修正自适应分析中具有重要作用。     

矩形储液箱在流固耦合下的静强度及模态分析

以某矩形储液箱为研究对象,在ANSYS软件中建立了三维有限元模型,对其在静水压作用下的强度进行了计算。同时,模拟了流体对于箱体的作用,对矩形储液箱进行了在空载和流固耦合下的模态分析,提取了前5阶固有频率和振型,为矩形储液箱的设计提供了可靠的数值依据。     

二维Sobolev方程的有限体积元法

基于平面区域的矩形网格剖分和双线性插值基函数生成的有限元空间,将有限体积元方法应用到Sobolev方程,给出了计算格式,并进行理论分析,得到了有限体积元解的最优阶H1模误差估计.     

代数多重网格与多波前技术综合并行有限元分析方法

提出一种新的有限元并行计算格式，将代数多重网格、块迭代与多波前技术综合用于有限元分析，具有不限制节点编号顺序、编程简单、存储量小和计算时间少的优点。并行程序是在国家高性能计算中心（北京）的曙光1000A上借助PVM（Parallel Virtual Machine）软件系统实现的，PVM系统用于处理各计算节点间的通信。考题显示出较高的并行加速比和效率。     

斜齿轮轮齿三维有限元网格自动生成及细化

有限元网洛的自动生成是有限元方法在工程中应用的重要前提。斜齿轮三维有限元网格的自动生成是十分困难和复杂的。文中根据渐开线齿轮形状持证提出了一种斜齿轮轮齿三维有限元网格自动生成的方法，并可以对生成的网格进行细化。该方法简单实用。用它编制了相应的计算机程序，只需输入齿轮的基本参数，便可以得到轮齿三维有限元网格的有关数据文件。这些文件可直接用于通用有限元软件，极大地简化了斜齿轮有限元建模过程。     

基于三角形剖分的复杂GPR模型有限元法正演模拟

针对基于矩形网格剖分的时域有限差分法(FDTD)和有限单元法(FEM),对于物性参数分布复杂或几何特征不规则的模型适应性差的问题,从雷达波所满足的Maxwell方程出发,推导探地雷达(GPR)有限元波动方程,通过采用三角形网格剖分和线性插值基函数,在满足时间步长与空间网格差分稳定性前提下,应用Galerkin有限单元法求解GPR波波动方程;同时为消除FEM进行GPR正演模拟时来自截断边界处的超强反射,采用透射边界条件把GPR波在截断边界处的反射波透射出去,进而压制来自截断边界处的反射波。然后,编制GPR有限元正演模拟的Matlab程序。应用该程序分别对起伏分界面、"V"字形2个复杂地电模型进行FEM正演模拟,得到基于三角形网格剖分的FEM正演模拟GPR剖面图,并把该正演模拟剖面图与常规的基于矩形剖分的FEM正演模拟剖面图进行对比,结果表明:基于三角形剖分的FEM对于复杂GPR模型的物性参数分界面拟合更好,其模拟所得的正演剖面与实际模型更相符,具有更高的模拟精度,更有利于指导雷达剖面的数据解译。     

有限元网格自动剖分方法及其在工程中的应用

介绍了一些特殊曲面的网格自动生成方法,从有限元网格的生成规律出发给出了三次样条曲线在网格划分中具体形成的方法。利用该方法建立了汽车车身有限元模型并进行了有限元网格剖分,以该汽车车身有限元网格剖分数据为基础对汽车车身进行了动力计算,给出了前几阶振动频率和振型。