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基于ANSYS的三维近不可压缩问题的有限元分析 被引量:1
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作者 周磊 肖映雄 王彪 《昆明理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2014年第5期117-125,共9页
有限元方法是数值求解三维弹性问题的一类重要的离散化方法.在实际工程中,有相当多的材料(如橡胶、塑料等)呈现出近不可压缩(泊松比ν→0.5)的性质,利用常规有限元进行求解时会出现体积闭锁(Locking)现象,需要采用某些特殊的方法.本文基... 有限元方法是数值求解三维弹性问题的一类重要的离散化方法.在实际工程中,有相当多的材料(如橡胶、塑料等)呈现出近不可压缩(泊松比ν→0.5)的性质,利用常规有限元进行求解时会出现体积闭锁(Locking)现象,需要采用某些特殊的方法.本文基于ANSYS平台系统研究了六面体网格剖分下高阶单元法、减缩积分法及基于u/p格式的混合高阶元法对求解混合边界条件的三维近不可压缩问题的有效性和鲁棒性(robustness).数值结果表明:这三种协调有限元法均能有效地克服三维弹性材料的Locking现象,其中混合高阶元法最为精确,计算所得位移值均随网格尺寸变小而稳定地收敛于理论解. 展开更多
关键词 三维弹性问题 闭锁现象 高次元 混合元 减缩积分
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弹性力学问题Locking-free有限元离散系统的两水平方法
2
作者 张红梅 肖映雄 欧阳媛 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2012年第1期15-21,共7页
高次协调元能有效克服弹性力学问题的闭锁(Locking)现象,称这种单元为无闭锁(Locking-free)有限元,但它与线性元相比,往往需要更多的计算机存储单元,具有更高的计算复杂性。针对弹性力学问题Locking-free(四次)有限元离散系统的求解,本... 高次协调元能有效克服弹性力学问题的闭锁(Locking)现象,称这种单元为无闭锁(Locking-free)有限元,但它与线性元相比,往往需要更多的计算机存储单元,具有更高的计算复杂性。针对弹性力学问题Locking-free(四次)有限元离散系统的求解,本文通过分析四次有限元与二次有限元空间之间的关系,并利用有限元基函数的特殊性质,如紧支集性,建立一种以二次有限元(P2)为粗水平空间的两水平方法;然后,利用减缩积分方案,以P2/P0元作为四次元空间的粗水平空间,并结合有效的磨光算子,为Locking-free有限元离散系统设计具有更好计算效率和鲁棒性的求解方法。数值实验结果验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 弹性力学问题 高次元 闭锁现象 两水平法 减缩积分
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平面弹性问题的高次有限元离散系统的局部多重网格法
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作者 刘春梅 钟柳强 +1 位作者 舒适 肖映雄 《山东大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期34-39,共6页
自适应算法的每一次加密过程中,只需要在旧网格中增加少数加密节点,从而使得基于相邻网格的有限元函数空间,仅有少数高次有限元基函数需要发生改变。利用这一特性,本文针对平面弹性问题的自适应高次有限元离散系统,设计了一种基于局部... 自适应算法的每一次加密过程中,只需要在旧网格中增加少数加密节点,从而使得基于相邻网格的有限元函数空间,仅有少数高次有限元基函数需要发生改变。利用这一特性,本文针对平面弹性问题的自适应高次有限元离散系统,设计了一种基于局部松弛的多重网格法,即在每一次迭代过程中,先对高次有限元分层基函数中最高次齐次部分进行一次对称Gauss-Seidal磨光,然后将残量方程投影到线性有限元空间,得到线性有限元离散系统,最后对该线性有限元离散系统进行一次局部磨光。数值实验表明该方法对求解自适应网格下的高次有限元方程具有鲁棒性。 展开更多
关键词 平面弹性问题 高次自适应有限元离散系统 局部松弛 多重网格法
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基于高阶有限元方法的人体头部比吸收率分析 被引量:5
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作者 白杨 左胜 +2 位作者 张玉 赵勋旺 王楠 《微波学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期79-82,共4页
随着智能手机的普及,手机电磁辐射对人体健康的影响受到越来越多的关注。针对人体组织结构复杂、媒质不均匀的特点,采用高阶有限元方法对人体进行电磁建模。该方法可以高效、可靠地分析手机天线对人体局部比吸收率(SAR)分布的影响。文... 随着智能手机的普及,手机电磁辐射对人体健康的影响受到越来越多的关注。针对人体组织结构复杂、媒质不均匀的特点,采用高阶有限元方法对人体进行电磁建模。该方法可以高效、可靠地分析手机天线对人体局部比吸收率(SAR)分布的影响。文中介绍了高阶有限元方法基本理论,并模拟计算了900 MHz频率的PIFA手机作用下均匀介质人头模型的局部比吸收率分布,其结果与商业软件对比,验证了该方法的正确性。最后,在900 MHz的频率下应用高阶有限元法模拟计算了PIFA手机对复杂分层非均匀介质人头局部比吸收率分布的影响,表明了该方法的可行性和可靠性。 展开更多
关键词 高阶有限元方法 比吸收率 平面倒F天线(PIFA)
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Preconditioners for higher order edge finite element discretizations of Maxwell's equations 被引量:3
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作者 ZHONG LiuQiang1,2,SHU Shi1,2,SUN DuDu3&TAN Lin4 1School of Mathematical and Computational Sciences,Xiangtan University,Xiangtan 411105,China 2Hunan Key Laboratory for Computation and Simulation in Science and Engineering,Xiangtan 411105,China 3Institute of Computational Mathematics and Scientific/Engineering Computing,Academy of Mathematicsand Systems Science,Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Chinese Academy Sciences,P.O.Box 2719,Beijing 100190,China 4Department of Math-Physics,Nanhua University,Hengyang 421001,China 《Science China Mathematics》 SCIE 2008年第8期1537-1548,共12页
In this paper,we are concerned with the fast solvers for higher order edge finite element discretizations of Maxwell's equations.We present the preconditioners for the first family and second family of higher orde... In this paper,we are concerned with the fast solvers for higher order edge finite element discretizations of Maxwell's equations.We present the preconditioners for the first family and second family of higher order N′ed′elec element equations,respectively.By combining the stable decompositions of two kinds of edge finite element spaces with the abstract theory of auxiliary space preconditioning,we prove that the corresponding condition numbers of our preconditioners are uniformly bounded on quasi-uniform grids.We also present some numerical experiments to demonstrate the theoretical results. 展开更多
关键词 PRECONDITIONER higher order edge finite element stable decomposition
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一类针对高阶单元接触搜索算法——系统搜索算法 被引量:2
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作者 李南生 沙德松 孙焕纯 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期104-108,共5页
提出一类基于非线性约束优化理论的高阶单元接触点副搜索算法。通用的一些接触搜索算法一般针对低阶单元,它们具有较高的计算效率,但不适应于高阶单元。随着工程中对计算精度要求不断提高,高阶单元逐步被引入到接触问题计算程序中。... 提出一类基于非线性约束优化理论的高阶单元接触点副搜索算法。通用的一些接触搜索算法一般针对低阶单元,它们具有较高的计算效率,但不适应于高阶单元。随着工程中对计算精度要求不断提高,高阶单元逐步被引入到接触问题计算程序中。因此,给出针对高阶单元而又具有与现有的低阶单元算法相比拟计算效率的接触搜索算法具有现实意义,本文采用系统搜索方法和非线性约束优化理论,建立一种高阶单元接触点副搜索算法。计算表明,本算法具有较高的计算效率和良好的数值精度。 展开更多
关键词 接触点副 高阶 有限元 系统搜索算法
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二阶波-流和结构物相互作用的高阶有限元分析 被引量:3
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作者 魏艳 王赤忠 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期99-104,共6页
基于时域二阶势流理论,采用基于三次形函数的高阶有限元法分析波流和结构相互作用问题.一、二阶问题分别满足各自的自由表面条件和物面条件,开边界条件采用人工阻尼区来保证外传波条件.用四阶Adams-Bashforth格式并配合时步处理来计算... 基于时域二阶势流理论,采用基于三次形函数的高阶有限元法分析波流和结构相互作用问题.一、二阶问题分别满足各自的自由表面条件和物面条件,开边界条件采用人工阻尼区来保证外传波条件.用四阶Adams-Bashforth格式并配合时步处理来计算自由表面上的波和速度势,在每一时步,一、二阶速度势通过有限元法计算求得.对位于均匀流中的水平半圆柱体在水面的绕射问题进行了数值模拟,计算自由表面波时间历程和圆柱所受到的波浪力,分析了水流对一、二阶波及作用在结构物上的一、二阶水动力的影响,结果表明:上游和下游区域二阶波均随傅氏数增大而增大,当较大无因次波数时二阶力也均随傅氏数增大而增大. 展开更多
关键词 时域二阶理论 绕射 波-流-体相互作用 高阶有限元法 半圆柱体
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基于粒子系统的高阶有限元等值面可视化方法
8
作者 胡云 《广西民族大学学报(自然科学版)》 CAS 2012年第1期55-58,79,共5页
高阶有限元等值面通常用基函数定义,利用移动立方体法和射线追踪法等传统的方法对其可视化时,需要嵌套求根,计算开销高.文章提出用粒子系统可视化这些等值面,一方面允许参考空间中的粒子对等值面采样,避免逆映射位置的大量计算,另一方... 高阶有限元等值面通常用基函数定义,利用移动立方体法和射线追踪法等传统的方法对其可视化时,需要嵌套求根,计算开销高.文章提出用粒子系统可视化这些等值面,一方面允许参考空间中的粒子对等值面采样,避免逆映射位置的大量计算,另一方面等值面的粒子分布可以由等值面的几何信息控制,例如表面梯度和曲率,实现高效和准确的等值面的表示. 展开更多
关键词 粒子系统 高阶有限元 可视化 等值面
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自适应高阶矢量有限元方法在随钻电阻率测井中的应用 被引量:11
9
作者 刘得军 马中华 +1 位作者 苑赫 安涛 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期77-83,92,共8页
利用自适应高阶矢量有限元方法模拟不同模型仪器响应,分析随钻电阻率测井中井眼、源距、接收线圈之间的距离、线圈与地层之间的距离以及发射线圈长度等因素对仪器响应的影响。数值模拟结果表明:增大仪器的源距、减小接收线圈之间的距离... 利用自适应高阶矢量有限元方法模拟不同模型仪器响应,分析随钻电阻率测井中井眼、源距、接收线圈之间的距离、线圈与地层之间的距离以及发射线圈长度等因素对仪器响应的影响。数值模拟结果表明:增大仪器的源距、减小接收线圈之间的距离或接收线圈贴近井壁位置,都有利于增强仪器在地层分界面处的分层能力,小井眼环境则有助于获得更加真实的仪器响应特征;与传统的自适应h方法相比,新方法具有计算精度高、求解速度快、误差指数速率收敛等优点。 展开更多
关键词 随钻电阻率测井 自适应方法 高阶矢量有限元方法 指数收敛 数值模拟
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