有限元-边界元耦合法在二维电磁场数值计算中的应用及优化措施

在二维电磁场数值分析中,有限元-边界元耦合法将有限元法与边界元法结合,可以同时发挥两种方法的优势．笔者在介绍有限元-边界元耦合法原理与算法的基础上,分别研究子域逼近有限元法、Mortar元法和并行计算与有限元-边界元耦合法结合使用分别为关心区域相对整体区域尺寸较小、求解区域中包含运动导体和大规模高自由度电磁问题的数值计算提供优化途径．     

二维圆柱绕流有限元与边界元解法

该文简述有限元法与边界元法概况，由二维圆椎绕流解的算例表明：边界元法比有限元法计算速度快，精度高。对于Ｓｔｏｋｅｓ流动，文中通过高阶拉普拉斯算子基本解变换，将区域积分变成完全边办积分，减少计算时，充分发挥边界元法的优越性。计算结果非常接近分析解。     

平面弹塑性问题边界元法与有限元法耦合的对称—迭代求解

在一些弹塑性问题中,塑性区域比较小,大部分区域是弹性变形区域,若采用边界元与有限元耦合的方法,则能充分发挥两种数值计算的优点.在以往的边界元法与有限元法耦合的论文中,边界元子域的刚度矩阵都取为对称阵,尽管易于耦合,但会产生明显的误差.若细分边界元网格,又会大大增加计算时间.本文讨论用作者提出的对称-迭代求解方法处理弹塑性问题中边界元法与有限元法的耦合.     

应用DDM/FEM/BEM混合法计算各向异性介质柱电磁散射

应用重叠型区域分解法（DDM）结合有限元（FEM）和边界元法（BEM）计算二维各向异性介质柱电磁散射.对介质柱外的无限大区域采用边界元法分析,将介质柱所在区域分解为若干个重叠的子域,每个子域用有限元法分析,各子域间通过传输条件进行耦合.为了提高计算速度,引入了多波前法求解有限元方程,并用内观法结合多波前法解有限元和边界...     

微机CAD系列支撑软件及丛书(8)——微机形状优化计算

本软件具有许多功能,主要的有:用有限元法解二维形状优化设计问题;用边界元法解二维形状优化设计问题;用有限元法解三维形状优化设计问题;用三维有限元法解回转体应力集中问题并进行形状优化,以及用边界对台阶轴进行形状优化.本软件将有限元法和边界元法与优化方法相结合,可解决机械构件形状优化问题.该软件在国内第一次提出系列的形状优化应用程序.是应用力学发展的前沿课题.本软件为广大从事结构计算的工程技术人员,高等学校的师生提供了方便.可广泛用     

边界元法与有限元法耦合的对称—迭代求解

本文针对二维弹性静力问题的边界元法与有限元法的耦合方法,首先论述了建立在配点离散方法之上的边界元刚度矩阵的不对称性,继而提出了边界元法与有限元法耦合的对称—迭代求解方法,并讨论了迭代的收敛性。计算结果表明,该方法有很高的精度。     

中间梯度法视电阻率ρ_s/ρ_l的边界元法数值解

本文用边界元法的常数元解法与线性元解法,计算了复杂二维地电断面上中间梯度法视电阻率畸变值ρ_s/ρ_1,并相应地进行了物理模拟。该法是以场所满足的控制方程为基础,根据加权剩余法建立边界积分方程。然后,在电性连续体的边界上划分单元,进行数值求解的一种新的计算方法。数值计算与物理模拟结果对比相一致表明:边界元法是研究电法勘探复杂场问题的一种经济有效的数值计算方法。边界元法具有可使所求解的电法位场问题的空间维数降低,输入数据少、计算速度快、工作效率高等优点。     

用边界元法计算电磁机构中的气隙磁导

本文应用边界元法计算电磁机构中的气隙磁导。文中阐明了应用边界元法计算气隙磁导的基本原理。通过电子计算机计算的两个典型例子，便可看出，它与其他的数值法，如差分法，有限元法相比，不但具有计算方法较简单，而且精确度高等的优点。是一种目前用来计算具有二维场或近似二维场性质的气隙磁导较好的数值法。     

注塑模温度场的边界元法分析

本文建立了用边界元法求解注塑过程冷却阶段注塑模温度场的数学模型;编写了计算程序;分析了成形工艺参数和模具冷却条件对注塑模温度分布的影响;实例计算和实验研究表明,同有限元法比较,边界元法不仅降低了问题的维数,而且计算精度高.     

有限元/边界元耦合法计算电磁轨道炮三维瞬态涡流场

针对电磁轨道炮电磁场计算中的无穷远边界问题,该文提出用时域有限元/边界元耦合算法进行电磁轨道炮的三维瞬态涡流场的数值模拟。涡流场的控制方程由矢量磁位和标量电位描述,用有限元法求解满足磁扩散方程的含有导轨与电枢的导体区域,用边界元法求解满足拉普拉斯方程的导体以外的区域。耦合边界直接划分在导体表面,不需对边界作特殊处理。该方法消除了对导体周围的空气区域的网格剖分,缩小了计算规模,是一种处理电磁轨道炮电磁场问题的有效方法。     

氦原子与氮分子体系转动激发截面的理论计算

利用密耦近似方法对He－N2碰撞体系的微分截面、分波截面进行了量子力学计算，研究表明：低能散射时，He－N2碰撞的弹性散射主要在小角部分，而非弹性转动激发主要发生在大角部分，并通过系统的研究和计算，发现了分波散射截面不同的能量下的变化规律。     

He-HCl势能模型对散射截面影响的比较研究

针对He-HCl碰撞体系的3种不同势能模型,采用公认的精确度较高的密耦(close-coupling)近似方法,分别计算了He-HCl体系的微分散射截面、分波散射截面和总截面;并对计算结果进行了比较及分析.研究表明:势能球平均零点能位置、势阱深度、排斥势的强度以及势能在势阱附近的方向性都对散射截面特别是激发截面有较大的影响.从而为根据散射截面准确地确定He-HCl碰撞体系的相互作用势提供了一种新方法.     

He-HBr碰撞体系转动激发截面的研究

作者运用密耦近似方法,计算了能量在100meV下He原子和基态HBr分子碰撞的态-态转动激发截面和碰撞能量分别在100meV,150 meV,200 meV下的总微分截面和总分波截面;总结了该碰撞体系散射截面的变化规律.经研究表明:在低能散射时,弹性散射主要发生在小角部分,非弹性转动激发主要发生在大角部分.     

He-HF碰撞体系转动激发截面的理论研究

运用密耦近似方法计算了能量在100meV下He原子和基态HF分子碰撞的态-态转动激发截面和碰撞能量分别在100meV,150meV,200meV,250meV下的总微分截面和总分波截面;总结了该碰撞体系散射截面的变化规律。系统研究表明:在低能散射时,弹性散射主要发生在小角部分,非弹性转动激发主要发生在大角部分。     

变截面杆弹性过屈曲精确模型及其数值解

基于轴线可伸长弹性杆的几何非线性大变形理论,建立了一端简支另一端固定变截面直杆的过屈曲控制方程,并应用打靶法直接数值求解相应的强非线性边值问题,获得了数值意义上的精确解．     

He-HCl体系散射截面随能量变化规律的研究

作者首先以拟合在CCSD(T)/aug-cc-pVQZ理论水平下计算的He-HCl相互作用能数据,获得了He-HCl体系相互作用的各向异性势,并与其它势模型进行了比较,验证了拟合势的可靠性;然后采用密耦近似方法,计算了He-HCl碰撞体系在不同碰撞能量下的微分散射截面、分波散射截面和总截面,得到了散射截面随能量变化的规律.研究表明:小角散射几率大于大角散射几率;碰撞能量越高,体系的散射几率越小,量子效应越不显著,尾部效应越弱,得到收敛的分波截面所需的分波数也越多.     

Ar-HCl体系各向异性相互作用势及转动激发微分截面的理论研究

首先用gaussion03程序在CCSD(T)/aug-cc-pVQZ理论水平下计算的Ar-HCl相互作用能数据,得到了Ar原子与HCl分子各向异性相互作用势;并与HWK势进行比较,验证了拟合势的可靠性;然后采用公认的精确度较高的CC近似方法计算了Ar-HCl碰撞体系能量在100meV下Ar原子和HCl分子碰撞的转动激发微分截面,总结了该碰撞体系非弹性微分散射截面的变化规律。     

电子碰撞激发的R矩阵计算

本文采用Ｒ矩阵方法，在二态密耦近似下，计算了电子与Ｎｅ＋碰撞的弹性和激发散射截面，并对结果进行分析讨论     

^3He（^4He）-H2碰撞体系的相互作用势及微分散射截面的理论研究

运用量子化学从头计算方法,在CCSD（T）／aug—cc—pvtz和CCSD（T）／cc-pvtz理论水平下,计算了^3He（^4He）-H2相互作用能数据,采用Murrell—Sorbie势函数（M-S势）拟合了^3He（^4He）原子与H2分子各向异性相互作用势,并用公认精确度较高的密耦方法计算了^3He（^4He）-H2碰撞体系的微分散射截面,总结了微分散射截面的变化规律。研究表明：拟合势不但表达形式简洁,而且较好地描述了^3He（^4He）-H2体系相互作用的各向异性特征。     

变截面梁大挠度振动的 Quadrature 解

使用Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ法求解了全简支和全固支两种边界条件下的各两种变截面梁的大挠度自由振动频率，当退化为等截面梁时其结果与现有文献的精确解高度一致，而以Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ法求解等截面梁同一问题的文献则是求解变截面梁的特殊情形．