小波有限元理论研究与工程应用的进展

小波有限元是一类新的有限元逼近方法,将信号处理领域中小波函数的多分辨思想引入有限元法中,以小波函数作为插值函数,构造出嵌套递进的多尺度广义有限元逼近空间,使得求解问题可以先用较粗的网格分析,特定奇异区域通过自适应多分辨剖分获得更好的逼近,该算法数值稳定性好、适宜求解奇异性问题。从小波加权残值法、小波有限元理论以及自适应小波有限元三个方面,综述了小波有限元国内外研究现状,并介绍了小波有限元在大梯度非线性、裂纹定量预示等方面的工程应用进展,指出了其关键技术、存在问题以及工程实用前景。

基于第二代小波的自适应有限元构造研究

为了有效地实现有限元自适应分析中函数平滑逼近和细节信息的分离,根据提出的第二代小波有限元多分辨分析方法构造了相应的自适应算法.采用第二代小波作为基函数构造了逐级嵌套的有限元逼近空间,并引入消失矩提出有限元求解方程刚度矩阵解耦的条件.函数在低分辨空间的逼近可以通过增加细节空间提升到高分辨空间,通过使刚度矩阵解耦,可以消除低分辨逼近空间和细节空间之间以及不同尺度的细节空间之间的耦合项.通过构造轴力杆的自适应分析,验证了方法的有效性,同时为实现复杂第二代小波自适应有限元分析提供了较好的研究思路.