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应用边界元法的弹性结构灵敏度分析及其形状优化

论文研究边界元法在结构形状优化中的应用,主要内容包括:1.统一地建立了弹性力学平面问题、回转体扭转问题和轴对称问题的多子域边界元格式;为准确计算边界点或近边界点的位移和应力,发展了由一组特解确定奇异积分和几乎奇异积分的方法。2.提出了灵敏度分析的边值问题提法和变分问题提法,由对弹性力学变分等式求物质导数得出了确定灵敏度的变分方程。3.将结构分析的边界元法中的一些计算格式,如多子域边界元格式,奇异积分和几乎奇异积分的处理,推广到了边界元法的灵敏度分析;论证了灵敏度的边界元计算中,求导和离散的次序可以交换。4.研制成功了一种边界元网格自适应划分方案。5.编制了弹性力学平面问题分析和灵敏度分析的边界元法程序;计算了若干不同类型的算例;综合采用了递归二次规划法和边界元法计算了受拉多边形板,悬臂梁、实体重力坝和空腹重力坝的形状优化。霍同如 (计算固体力学)指导教师:杜庆华 教授、博士  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

清华大学
清华大学

若干弹性结构边界元优化问题及其显示系统

本论文完成了一种运用边界元法对弹性结构进行优化设计的计算机分析及显示系统。文中论述了平面问题、平板弯曲问题的边界元法及其优化设计。对于平面问题,可精确考虑重力、惯性力等体积力情况;对于平板弯曲问题,采用三方程协调方案,并精确计算分布荷载的域内积分。研制了相应的计算机应用软件系统,其中包括:平面问题边界元分析模块、平板弯曲问题边界元分析模块、优化模块及彩色绘图模块。文中给出了多个平面问题及平板问题的边界元分析算例。完成了内燃机连杆、泥浆泵连杆及板结构的优化设计工程算例。结果表明:本系统方法先进,结果精确可靠,具有十分明显的工程实用价值。  (本文共109页) 本文目录 | 阅读全文>>

《国际学术动态》1997年12期
国际学术动态

罗马边界元法会议简介

“边界元法”自1978年由英国Southampton大学最早提出并举办讨‘论会以来,每年召开一次国际学术会议,至今刚好20周年。正如大会主席C.A.Brebbie所指出的:在边界元法发展初期,尚有学者怀疑边界元未必有那么多的优越性,是否言过其实。但随着时间的推移,今天确已证明此法大有潜力,甚至比原先设想的更具学术价值和应用前景。 边界元法是70年代风行的有限元法的继续发展和极好补充,在许多方面弥补了有限元法的不足。作为基础理论,边界元法博采众长,吸收、融合了古典积分方程理论,以及有限元插值、加权余量变分原理等的精髓,并在数学力学模式和工程实际应用两方面一直得到长期发展。20年来,边界元法国际会议已成为每年举办一次的著名序列性学术论坛。 第19届边界元法国际会议于1997年9月9日至12日在意大利罗马大学工程学院举行,由英国Wessex Institute of Teehnology(C.A.Brebbia主持的研究所),国际边界...  (本文共1页) 阅读全文>>

《国际学术动态》2005年02期
国际学术动态

第26届国际边界元学术会议

第26届国际边界元会议(BEM26)于2004年4月19~22日在意大利博洛尼亚市(Bologna,Italy)Royal Hotel Carlton举行。会议由著名边界元创始人——英国Wessex Institute,Prof.C.A.Brebbia主持。边界元法(BEM)是当代并列于有限差分法及有限元法的三大数值解法之一。自1978年起每年一度举行国际边界元法学术会议,每届都吸引来自世界各地的许多著名同行专家和学者交流成果和新思维。其宗旨是聚集世界同行专家和学者,交流该领域最新前沿技术及其在工程和科学上的应用成果。第26届边界元会议的主题有:无网格边界元方法、边界元网格生成的先进技术、边界元基本解函数的更新、边界元法应力分析、断裂和疲劳力学、动态和振动分析、复合材料、流体问题、波的传播、插值问题和数值计算技术等。近年来,边界元法作为先进的数值计算方法已成功地应用于工程和科学中的各个领域。如:日本学者将边界元法应用于隧道故障系...  (本文共2页) 阅读全文>>

《力学学报》2017年05期
力学学报

大规模边界元模态分析的高效数值方法

王俊鹏校金友2)文立华(西北工业大学航天学院,西安710072)AN EFFICIENT NUMERICAL METHOD FOR LARGE-SCALE MODAL ANALYSISUSING BOUNDARY ELEMENT METHOD'?Wang Junpeng Xiao Jinyou 2)Wen Lihua(College of Astronautics,Northwestern Polytechnical University■,Xi'an 1\0012,China)2)校金友,教授,主要研究方向:计算力学,边界元法,结构振动与噪声.E-mail:xiaojy@nwpu.edu.cn引言边界元法[1](boundary element method,BEM)是一种重要的工程数值方法,在计算力学、声学等领域应用很广尤其是对于中高频振动和波的传播问题[4],边界元法不仅能有效降低求解规模,还能避免数值色散误差,具有很大的...  (本文共11页) 阅读全文>>

《应用力学学报》2012年01期
应用力学学报

二维弹性新型快速多极虚边界元的最小二乘法

1引言相对于边界元直接法,虚边界元最小二乘法的优点在于[1-2]:无需处理奇异积分;不存在边界层效应。但由于常规虚边界元最小二乘法所形成的系数矩阵是非稀疏的对称满阵,当问题的总自由度为O(N)量级时,其系数矩阵的储存量将达到O(N2),计算量将达到O(N3)。此时采用虚边界元法求解大规模问题时存在着耗时多、存储量大等缺点,边界元直接法也存在此弱点。基于快速多极迭代算法(Fast Multipole Method,FMM)可以将存储量和计算量均降低到O(N)量级[5-7],因而将其用于边界元直接法和虚边界元法中。这样既能保留边界元类半解析性质数值算法所具备的计算结果高精度的特点,同时也克服了边界元类数值算法在大自由度问题求解上的瓶颈。新型快速多极展开技术[6-7]通过引入对角化概念以更新原有的展开传递格式,从而达到进一步提高计算效率的目的。本文以二维弹性问题为研究背景,在原有快速多极展开技术的基础上[3-5]借鉴新型快速多极展开的...  (本文共7页) 阅读全文>>