基于无网格局部彼得罗夫伽辽金方法的点采样曲面滤波

针对点云数据的几何处理需要建立三角网格以及不能保护尖锐特征的问题,提出了基于局部彼得罗夫伽辽金(Petrov-Galerkin)法的完全无网格点采样曲面滤波方法.该方法不需要重建局部或全局三角形网格,也不需要全局参数化,而是通过在采样点处建立局部切空间,根据各项异性扩散方程在局部切空间中为每一采样点建立局部对称弱形式,然后根据局部对称弱形式组装质量矩阵和刚度矩阵,最后通过迭代方法解稀疏线性系统实现滤波.实验结果表明,基于无网格局部彼得罗夫伽辽金法的滤波方法在滤波的同时可以保护尖锐几何特征,取得的效果可以与传统的有限元方法相媲美.

轴、横向荷载下基于局部彼得罗夫-伽辽金法的超长桩受力分析

轴、横向荷载下,桩与土的相互作用为一个三维空间问题.笔者通过综合分析,采用无网格局部彼得罗夫-伽辽金法(MLPG),并计入桩顶P-Δ效应对桩身内力的影响,提出了层状地基中轴、横向荷载下桥梁基桩的受力分析方法.计算表明:该方法可应用于超长桩大变形、材料不连续性等问题的分析,在分析中考虑了层状地基及P-Δ效应,紧贴实际应用,且具有较高的计算精度.

基于局部彼得罗夫-伽辽金法的超长桩受力分析

竖向荷载作用下,超长桩的受力可以近似按照平面问题求解.本文通过综合分析,采用横向各向同性弹性半空间地基模型,利用局部彼得罗夫-伽辽金法(MLPG),考虑基桩大变形,编制了实用的计算机程序,并对超长桩在竖向荷载作用下的承载机理做了较深入的分析.

摄动随机局部正交无网格伽辽金法

通过研究局部正交无网格伽辽金法和二阶摄动技术,构造了摄动随机局部正交无网格伽辽金法。该方法只需节点信息,不需将节点连成单元,随机场离散点与离散节点无需重合,不受单元制约。因此,结构离散随机变量个数的增加不会增加求解方程的个数,并保留使用正交基函数本解时的优点,避免了矩阵求逆,且导数具有通式,简洁明了,易于编程实现。采用罚函数法施加本质边界条件,不会增加未知量个数,收敛速度快。对含随机参数结构静力学问题进行了分析,算例证明了该方法的正确性与高效性,为解决结构随机响应问题提供了一种新方法。

局部正交无网格伽辽金法的研究及其在含多裂纹多孔结构中的应用

通过对无网格法中正交基函数的研究,提出局部正交无网格伽辽金法,局部正交基函数保持原正交基函数的性质,但其导数具有了通式,简洁明了,易于编程实现,计算效率高,并将其应用到求解含多裂纹多孔均匀拉伸板的应力强度因子中,计算结果与用正交无网格伽辽金法和有限元法得到的结果进行比较,证明了局部正交无网格伽辽金法的可行性和正确性。

局部彼得洛夫-伽辽金法分析各向异性板屈曲

基于Kirchhoff板理论和对挠度函数采用移动最小二乘近似函数进行插值,进一步研究无网格局部 Petrov-Galerkin(MLPG)方法在各向异性板稳定问题中的应用.分析中,本质边界条件采用罚因子法施加, 离散的特征值方程由板稳定控制方程的局部积分对称弱形式中得到.通过数值算例并与其他方法的结果进行 比较,表明MLPG法求解各向异性薄板稳定问题具有收敛性好、精度高等一系列优点.

含裂纹结构的区间局部正交无网格伽辽金法分析

为了解决含裂纹结构中因材料特性和载荷的不确定性因素给结构设计及计算带来的困难,基于区间数学理论,结合了摄动法、内积空间及无网格伽辽金法,提出基于局部正交的区间无网格伽辽金法。该方法在计算过程中只需节点信息,无需单元信息,采用局部加权正交基函数作为基函数,其导数形式简单且具有通式,又可避免矩阵A(x)求逆,编程简单,并推导出区间局部正交无网格平衡方程,利用区间参数摄动法求解平衡方程,还详细推导出区间J积分公式,并将其应用到含裂纹结构的不确定性问题中,通过算例验证了本方法的正确性和有效性。

基函数对自适应笛卡尔网格下局部不连续伽辽金方法的影响

研究高性能滚动轴承内部流场,采用气液两相流模型进行数值模拟,为了满足高精度和高分辨率的计算要求,采用高精度不连续伽辽金方法数值计算方法。界面状态采用黎曼求解器求解,气相和液相分别采用两个单相求解器求解。气相计算(一阶偏微分方程)采用不连续伽辽金方法,液相(二阶偏微分方程)采用局部不连续伽辽金方法求解。基函数采用泰勒展开式的型函数。当局部不连续伽辽金方法计算液相时,由于单元之间的不连续性,算法收敛速率非常低,花费的计算代价非常大。提出了一种改进LDG方法,使泰勒展开式的型函数能应用于气液两相流数值计算。数值实验表明改进后的算法具有非常低的误差和稳定的收敛阶,收敛速度快,容易实现算法的高精度计算,在工程应用中有非常好的应用前景。

对流扩散特征值问题的hp-局部不连续伽辽金方法

对流扩散方程是偏微分方程一个很重要的分支并且在许多领域都有广泛的应用,对流扩散方程特征值问题的数值方法的研究有重要的实际应用,所以这也是前计算数学界的热点,本文研究了对流扩散特征值问题的hp- 局部不连续断伽辽金方法(LDG),通过分析得到了先验误差估计,即关于网格尺寸h 是最优以及关于p 是次优的hp- 误差估计,并且进行了相应的数值实验。

无网格彼得洛夫伽辽金法在大变形问题中的应用

将无网格局部彼得洛夫伽辽金(MLPG)法推广应用于大变形问题。导出了非线性局部子域对称弱形式,通过对该弱形式进行线性化得到了用于非线性计算的MLPG格式,并对MLPG的计算速度进行了优化,使MLPG成为一种复杂度为O(N)的算法。几何非线性和几何与材料双重非线性的数值算例表明,相对有限元方法,MLPG在处理此类大变形问题时收敛性好,精度高,并能减小有限元分析中易遇到的网格畸变带来的困难。

一种新的数值方法——无网格伽辽金法(EFGM)

无网格伽辽金法（ＥＦＧＭ）是近几年发展起来的与有限元相似的一种数值算法。它采用移动的最小二乘法构造形函数，从能量泛函的弱变分形式中得到控制方程，并用拉氏乘子满足本征边界条件，从而得到偏微分方程的数值解。该法只需节点信息，不需将节点连成单元；此外，还有精度高、后处理方便等优点。本文介绍其基本原理及实现过程，并用算例表明，该法具有一定的发展前景。

无网格伽辽金法(EFGM)在边坡开挖问题中的应用

无网格伽辽金法（ＥＦＧＭ）只需节点信息，不需将节点连成单元，具有精度高、后处理方便等优点。文中论述如何将该法用于边坡开挖问题，并给出相关算例。

对无网格伽辽金法(EFGM)的两点补充

无网格伽辽金法（ＥＦＧＭ）只需节点信息， 不需将节点连成单元； 此外， 还有精度高、后处理方便等优点。讨论如何用该法求解集中力问题， 以及该法的点积分实现过程， 并给出相关算例。

金属塑性成形过程无网格伽辽金法数值模拟技术研究

将无网格伽辽金法与刚(粘)塑性流动理论相结合,对无网格伽辽金法在金属塑性成形过程数值模拟中的应用技术进行了研究,分别采用混合变换法和罚函数法实现速度边界条件和体积不变条件,提出了基于刚(粘)塑性力学流动理论的无网格伽辽金法,给出了金属塑性成形无网格伽辽金法数值模拟的关键算法,拓展了无网格方法在金属成形领域的应用范围。典型算例的数值计算结果表明了方法的可行性。

用无网格伽辽金法模拟流场中的颗粒运动

采用无网格伽辽金法对多相流动中的颗粒运动进行了直接数值模拟.颗粒的受力通过积分颗粒表面压力和黏性力获得,颗粒运动用牛顿运动定律表示.在模拟两个颗粒一前一后的下落过程中,两颗粒呈现出文献中所观察到的拖曳、亲和、翻滚的现象.在处理颗粒碰撞上,无网格法显示了其优越性,实现了颗粒真正碰撞,解决了困扰多相流直接数值模拟发展的一个重要问题.最后,还模拟了6个颗粒在管道内的下落过程.这些计算都表明,由于无网格法不需要单元的连接,适合于推广到大型的气固两相流的直接数值模拟计算中,从而为多相流直接数值模拟的广泛开展奠定坚实的基础.

含孔功能梯度压电材料板的力电耦合无网格伽辽金法

为提高含孔功能梯度压电材料板的计算精度,基于变分原理和功能梯度压电材料的本构关系、几何关系、边界条件等,推导出功能梯度压电材料的无网格方程,提出含孔功能梯度压电材料板的力电耦合无网格伽辽金法。求解含孔功能梯度压电材料板的力学问题,研究孔边环向应力分布及力电集中问题,讨论材料参数按某一方向呈指数函数梯度变化时功能梯度压电材料的力学响应,与ANSYS计算结果进行比较,数值算例结果表明本方法正确可行且具有较高的精度,可求解任意梯度函数的功能梯度压电材料问题。

无网格伽辽金法(EFGM)模拟不连续面

无网格伽辽金法 (EFGM)是最近出现的一种新的数值方法。该法只需节点信息 ,不需将节点连成单元 ;此外 ,还有精度高、后处理方便等优点。本文论述如何用该法模拟不连续面 ,并给出算例。

无网格伽辽金方法在线弹性断裂力学中的应用研究

通过对移动最小二乘形函数进行局部修正 ,将混合变换法应用于无网格伽辽金方法 ,给出分析线弹性断裂力学问题的有效的无网格伽辽金方法。这一方法克服了无网格伽辽金方法中常用的拉格朗日乘子法和罚函数法的缺点 ,实现了本质边界条件在节点处的精确施加。运用线弹性断裂力学理论 ,采用基于t 分布的新型权函数和部分扩展基函数 ,对有限板单边裂纹的应力强度因子和拉剪复合型裂纹的扩展进行分析。由于该方法仅需节点信息 ,而不需要节点的连接信息 ,从而避免了有限元方法中的网格重构 ,大大简化了裂纹扩展的分析过程。

金属三维塑性成形过程无网格伽辽金法数值模拟技术

将无网格伽辽金法(EFGM)与三维刚(粘)塑性流动理论相结合,对EFGM在金属三维塑性成形过程数值模拟中的应用技术进行了研究.分别采用边界奇异权法和修正的罚函数法处理速度边界条件和体积不可压缩条件,采用反正切摩擦模型处理摩擦边界条件,推导了金属三维塑性成形过程EFGM法数值模拟的刚度方程,给出了关键算法.对长方体金属镦粗过程进行了数值模拟,并将数值结果与三维刚塑性有限元体积成形商品软件Deform3D计算结果作了比较.发现两者吻合良好,表明了本文方法的正确性和有效性.

模拟裂纹传播的新方法──无网格伽辽金法

无网格伽辽金法采用移动最小二乘法构造位移函数，由于它脱离了单元的概念，因此特别适合岩体介质中裂纹的传播分析。计算了拉伸荷载作用下裂纹尖端的应力集中，对J积分围线作了进一步的讨论；运用无网格伽辽金法模拟岩体介质中的不连续面，计算了压剪复合型裂纹的应力强度因子；运用不同的断裂准则对裂纹的传播进行了分析模型，数值结果表明该方法与实验结果符合得很好。