时域边界元法的稳定性及精度研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lcg512
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
边界元法使用边界上的积分方程来代替实际问题的控制方程,将边界离散化为有限个单元,然后在离散单元上对积分方程进行求解,将对整个求解域内的未知量的求解转化为对边界未知量的求解,使问题的维度得到降低。基本解的使用使得边界元法具有了解析的特点,因而具有较高的求解精度。时域边界元法是基于动力基本解建立边界积分方程的边界元法,作为一种高效的数值处理工具,时域边界元法近年来得到了快速的发展。随着研究的深入,其数值结果的不稳定问题逐渐凸显出来。单元种类的选取对数值结果有着很大的影响,本文使用精度更高的线性单元对面力和位移在时间和空间上进行离散,对离散后的影响系数矩阵进行组装,并对影响系数矩阵元素进行了求解。采用全线性元的时域边界元法将具有更高的精度。在时域边界元法的稳定性改进方面,使用数值算例对其不稳定性进行了说明,并研究了不稳定现象产生的原因,包括现有的插值形函数无法满足波动中的“因果关系”条件,时间步长的选取不当,数值积分误差的累加,其中时间步长为最主要因素。针对其不稳定性,本文借鉴了有限元中改进稳定性的Wilson?法的原理,通过增大当前时间步来提高时域边界元法的稳定性,即向前时间预测法,并完成了理论推导和程序实现。使用改进后时域边界元法对经典的悬臂梁问题进行计算,将计算结果与改进前的结果进行对比。对比结果显示,采用了全线性元离散并用向前时间预测法改进后的时域边界元法,在数值结果的稳定性方面有了明显的改善。时间参数的选取直接决定了时间步长的取值,而时间步长又是影响时域边界元法稳定性的最重要因素。本文制定了时间参数的研究方案,包括时间参数的选取和误差的计算。而后根据已制定的研究方案对悬臂梁算例和无限域孔洞算例进行研究,得到时间参数与误差之间的关系,最终给出改进后时域边界元法中时间参数的合理取值范围。
其他文献
科学实践领域研究热潮日益升高,其深化改革的方方面面也体现在理科教科书中,将科学实践内容融入科学课堂已经成为科学教育改革的必经之路。为了深入认识并发挥物理教科书在科
短波通信实际使用的频率范围是1.5MHz30MHz,它主要利用电离层反射来传输信息,是一种比较有效的通信方式。多年以来,由于短波通信可靠性高、安全性好和机动性强,所以被应用于军事通信等领域。话音信号是短波通信的主要业务。话音信号经过短波信道时,不可避免的会遭受到各种噪声和干扰的污染,使得接收到的信号不再是纯净话音。对带噪话音信号进行处理,尽可能的恢复纯净话音信号,其关键技术之一就是对单路话音进行话
随着社会工作在中国的快速发展,作为社会工作发展承载主体之一的社会工作机构也越来越多的开始涌现。由原来的星星之火发展到燎原之势。尤其近年来,随着社会工作及其相关的领
以往实验室的研究表明,人们的决策,特别是医疗决策,很大程度上偏离了正确答案(Brase&Hill,2017),表现为在信息整合时往往只会重视证据信息—即直观感受到的现象,而忽视了先验
机会网络是一种新型的分布式自组织网络,其分布式、自组织等特点方便快速组网,目前已广泛应用于深空通信、车载网络等通信场景。近年来,随着移动终端的普及,一些基于机会网络
随着计算机技术的不断发展,各行各业对软件的需求越来越大,越来越多的人享受着信息系统带来的方便快捷。在信息技术不断发展过程中不可避免要面对的问题就是软件漏洞。在软件开发过程中开发人员都会犯一些错误,有些错误是致命的,如果不及时找出来会造成很严重的后果。如今我们遇到的绝大多数安全漏洞都是不安全代码引起的,对计算机系统的保护在很大程度上取决于对软件漏洞的识别。因此,对软件漏洞的分析与研究日益成为信息安全
水污染行为具有严重的社会危害性,行政处罚和民事制裁不足以遏制各种对水资源的污染和破坏行为,必须由刑法对其加以规制。水污染犯罪是指行为人违反法律规定,实施某种行为,致
我国刑法仅规定了正当防卫和紧急避险两种情形能够达到排除社会危害性行为的目的。但在司法实践中,却又对被害人承诺效力的认定持积极的态度,即在一定程度上承认了它具有阻却
正当防卫系一项重要的法律制度。长久以来,我国刑法学界对于这一制度的研究局限于教义学探讨,而忽视了哲学对其的指导意义。对防卫权的正当性基础展开研究,不仅是对目前理论
在社会生活中,人们往往会面临一些道德决策,研究者对其加工特点和影响因素进行了研究。然而,面孔吸引力这一情境对个体道德决策影响的认知神经机制的研究较少。因此,本研究旨