- 1、本文档共6页,可阅读全部内容。
- 2、原创力文档(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
有限元方法
求解微分方程,特别是椭圆型边值问题的一种离散化方法,其基础是变分原理和剖
分逼近。有限元方法是传统的里茨-加廖金方法的发展,并融会了差分法的优点,处理
上统一,适应能力强,已广泛应用于科学与工程中庞大复杂的计算问题。
作为有限元方法出发点的变分原理,是表达物理基本定律的一种普遍形式。其表述
可概括如下:给出一个依赖物理状态v的变量J(v)(v是函数,J(v)在数学上称为泛函),
同时给出J(v)的容许函数集V,即一切可能的物理状态,则真实的状态是V中使J(v)达到
极小值的函数。剖分逼近是有限元离散化的手段,把问题的整体(即求解域)剖分为有
限个基本限个基本块块,称为,称为单单元元,然后通过单元上的插值逼近,得到一个结构简单的函数集,
称为称为有限元有限元空间空间它一般是容许函数集V的子集或有某种联系。有限元方法就是在这个
有限元空间中寻找J(v)的极小解作为近似解。
典型问题为具体说明有限元方法,讨论二维有界域Ω上的椭圆型方程
,(1)
变系数β表示介质不均匀。物理学中许多平衡态或定常态问题都可归结为这个典型
方程。与方程(1)相配的有如下三类边界条件:
第一类:;
第二类:;
第三类:。这里的φ、g及α均为定义在边界дΩ上的已
知函数,表示外法向导数,第二类边界条件是第三类当α=0时的特例。
为说明有限元方法能统一处理复杂的情况,假定讨论的问题是混合边值,并且介质
有间断,即дΩ分成Г和Г两部分,分别有边界条件
01
,(2)
,(3)
-+
β(x,y)有间断线,把Ω分为Ω,Ω两部分,在间断线上微分方程(1)无定义,而代之
以接触条件
,(4)
+-
及表示间断线上分别指向Ω及Ω的法向导数。
变分原理与微分方程(1)及附加条件(2)、(3)、(4)的边值问题相对应的是物理学
中的极小能量原理。构造中的极小能量原理。构造能量积分能量积分
并取J(v)的容许函数集V为一切满足边界条件(2)且一阶偏导数平方可积的函数,则
使J(v)达到极小值的u,即
,(6)
也必满足方程(1)及(2)、(3)、(4)。事实上,极小能量原理之类的变分原理是物理问
题的原始形式,微分方程是数学推导的结果。在变分问题中,只有边界条件(2)是强加到
容许函数集上的,边界条件(3)及间断介质的接触条件(4)都是极小解u自然满足的,这种
情况有利于离散化的统一处理。
剖分逼近几何剖分的基本单元可取为三角形、矩形、四边形、曲边形等等,其
中三角形最基本常用。
假定问题的求解区域为多边形,介质间断线
为折线,作三角剖分如图所示。在剖分中需注意
介质间断线与某些三角形的边重合,不同类边界
条件的交点与某些三角形的顶点重合。单元的顶
点称为网格结点,在дΩ上称
您可能关注的文档
- 毕业论文:PLC自动门控制装置设计(定稿).pdf
- 校园招聘面试题及参考答案.pdf
- 某机械工贸公司车间计件工资制度方案.pdf
- 林教学设计:《分析人类活对生态环境的影响》.pdf
- 松材线虫病秋季调查工作总结(五篇范文).pdf
- 机械基础(机械工业版)授课教案:轴承的功用和类型.pdf
- 机械创新设计大赛.pdf
- 服装颜色搭配.pdf
- 有关智能的机器人作文300字7篇.pdf
- 智能建筑机电设备节能技术研究.pdf
- 2023年江苏省镇江市润州区中考生物二模试卷+答案解析.pdf
- 2023年江苏省徐州市邳州市运河中学中考生物二模试卷+答案解析.pdf
- 2023年江苏省苏州市吴中区中考冲刺数学模拟预测卷+答案解析.pdf
- 2023年江苏省南通市崇川区田家炳中学中考数学四模试卷+答案解析.pdf
- 2023年江西省吉安市中考物理模拟试卷(一)+答案解析.pdf
- 2023年江苏省泰州市海陵区九年级(下)中考三模数学试卷+答案解析.pdf
- 2023年江苏省苏州市高新二中中考数学二模试卷+答案解析.pdf
- 2023年江苏省南通市九年级数学中考复习模拟卷+答案解析.pdf
- 2023年江苏省南通市海安市九年级数学模拟卷+答案解析.pdf
- 2023年江苏省泰州市靖江外国语学校中考数学一调试卷+答案解析.pdf
文档评论(0)