基于解析试函数的内参型广义协调膜元

利用解析试函数法构造一个内参型四结点八自由度广义协调膜元。根据弹性力学平面问题的控制方程和艾雷应力函数,求出问题完备的基本解析解,然后用其作为试函数并采用广义协调条件来构造单元:ATF-GCQ4X。该单元采用了14个解析试函数构造了应变二次完备的内部场,同时引入6个附加边界位移模式,采用平衡力系为权函数构造相应的广义协调条件。数值算例表明,该类内参型单元能在不提高单元结点自由度的情况下提高单元精度,并显示出良好的收敛特性。

基于解析试函数的广义协调超基膜元

利用解析试函数法构造一个带旋转自由度广义协调超基膜元。根据弹性力学平面问题的控制方程和艾雷应力函数,求出问题完备的基本解析解,然后用其作为试函数并采用广义协调条件来构造单元:ATF-SCQ4θ。数值算例表明,该类单元精度高、对网格畸变不敏感,显示出良好的性能。

两点边值问题的五次元有限体积法

构造了求解两点边值问题的一种五次元Hermite型有限体积元法:试探函数空间取为五次有限元空间,其中的函数完全由节点上的函数值、一阶导数值和二阶导数值决定;检验函数空间取为相应于对偶剖分的分段二次函数空间.证明了误差的最优H1模收敛阶和L2模收敛阶估计,并给出了内部单元端点和中点的超收敛性结果.数值实验结果验证了方法的有效性.

罚函数法在处理钻柱边界约束问题中的应用

将罚函数法应用于钻柱有限元分析中.并将罚函数法与降阶法和对角线叠加法进行了计算对比.结果表明.罚函数法(尤其在非线性变形或工况复杂情况下)计算较为精确。收敛性也较好.对惩罚因子的选取进行了探讨,结果表明,惩罚因子取10~5～10~8时,计算效果较好;钻柱的不同方向适当采用不同程度的惩罚,可提高收敛速度而不影响计算结果.

弹性力学有限元分析中的平衡与协调理论

有限元分析中的单元可以遵循不同的方法构造,该文提出以单元模型的平衡性与协调性进行分类,并对弹性力学平面问题中的几种经典单元进行了分析比较,总结了协调元、非协调元和超协调元的协调性方法,以及基于解析试函数法的平衡型方法。单元的协调性理论思路包含单纯形格式协调元和非单纯形格式协调元,以及相应的非协调和超协调元格式,关注的重点是单元边界的协调。单元的平衡性理论思路包含解析试函数和权函数的高阶完备性,关注的重点研究是单元内部及边界平衡性。研究表明:针对弹性力学中平衡性和协调性要求,两类理论给出的不同单元格式各具特点,而既能保证单元内部平衡性,又能考虑单元界面协调性的单元类型给出了更精确、合理的计算结果。

四阶波动方程的有限体积元法

建立一类四阶色散耗散方程全离散有限体积元格式,并给出格式的收敛性和误差估计,同时还给出数值结果。

试函数扩展的径向基点插值无网格-有限元耦合法在断裂力学的应用

为了发挥无网格法和有限元法各自的优势,提出径向基点插值无网格法与有限元直接耦合的计算方法(RPM-EFM)。无网格法只需要节点信息,无需单元信息,克服了有限元计算中网格畸变和重新生成带来的困难,故其在分析裂纹扩展和局部大变形等问题方面具有优势。应用试函数扩展的径向基点插值无网格法与有限元法耦合(ERPM-FEM),对含边裂纹的矩形板的裂纹尖端应力场和应力强度因子进行计算分析,结果与精确解高度吻合,且效率更高。

势问题维数分裂无单元Galerkin法影响因子的研究

给出三维势问题的分维过程,然后对维数分裂无单元Galerkin方法(DSEFG)进行了介绍,说明了该方法是通过降维处理,以达到简化问题的目的。通过具体的数值算例,研究了节点分布和影响域参数d_(max)这两个影响因子对计算精度和效率的影响,从而选择出最优的节点分布和d_(max)的最优取值。

半解析单元法

本文建立的半解析单元法不用任何刚度矩阵的概念.本方法将给定的弹性体划分为各个单元,并对每个单元分别选定自己的试函数,此试函数满足边界条件和连续条件.本文所提出的方法可广泛的用于解非线性问题和其它问题。

基于解析试函数法的短肢剪力墙单元

采用解析试函数法,利用广义协调元理论构造了一种适合短肢剪力墙和细长连梁结构分析的墙元。该单元直接在直角坐标系内建立,单元位移试函数采用弹性力学平面问题解析解,并考虑了短肢剪力墙和细长连梁的变形模式,使其具备高阶位移场描述能力。该单元列式简单、容易实现,对细长矩形网格畸变不敏感,适合用于短肢剪力墙和细长连梁结构分析。单元无须特殊处理,符合高性能单元的要求。数值算例表明:该单元具有良好的抗畸变性能和较高的计算精度,很好地解决了高层建筑结构分析模型中急待解决的工程问题。

用于细长连梁有限元分析的梁式壳元研究

采用解析试函数单元构造方法构造了一种用于细长连梁有限元分析的梁式壳元。该单元直接在直角坐标系内建立,单元位移试函数的基函数采用弹性力学平面问题解析解并考虑了细长连梁的变形模式,在单元之间采用广义协调理论。采用该方法构造的梁式壳元具备高阶位移场描述能力,单元列式简单,对细长矩形网格畸变不敏感,符合高性能壳元的要求。算例表明:该单元具有较高的计算精度,解决了细长连梁有限元分析模型这个待解决的工程问题。