弹性特征值问题的协调和非协调有限元方法的研究

被引量 : 0次 | 上传用户:wohaha163
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
有限元法是科学研究和工程设计领域中的一种求解偏微分方程的数值计算方法.在运用有限元法进行近似计算时,我们总是希望近似解尽可能精确,同时计算成本又尽可能低.多网格离散和自适应算法是实现这一目标的高效有限元方法.多网格方案把细网格上特征值问题的解归结为在粗网格上解一个特征值问题,以及在越来越细的网格上求解一系列线性代数系统,并且解仍然保持渐进最优精度.因为主要的计算工作是求解代数方程组,因此多网格方法提高了求解特征值问题的效率.自适应有限元法由于其自动的网格细化过程,在实际有限元计算中具有广泛的应用前景.在许多物理和工程应用中都出现了弹性问题,其中,线弹性特征值问题的数值逼近对不同弹性结构在实际应用中的稳定性尤其重要,比如板和梁等都取决于弹性结构的振动模式的准确知识.因弹性特征值问题的准确值是未知的,它的高效数值方法的研究是一个热门课题.本论文主要研究线弹性特征值问题和反散射中弹性波传输特征值问题的协调和非协调有限元法,以及多网格离散和自适应方案,主要内容如下:对带有纯位移边界的线弹性特征值问题,首先,建立了非协调Crouzeix-Raviart(CR)有限元离散,证明了该方案是无闭锁的,高效的.此外,建立了一个多水平校正方案;其次,在建立的非协调CR有限元离散的基础上,分析线弹性特征值问题残差型的后验误差估计,证明了指示子的可靠性和有效性,并建立自适应方案;最后,利用Poincaré不等式,得到了线弹性特征值问题的可保证下界.对带有纯迹边界的线弹性特征值问题,经典的非协调CR有限元求解此问题是不稳定的.为解决这个问题,做了如下工作:首先在双线性形式上增加项∫Ωu·vdx,数值结果表明CR元仍然是不稳定的.因此通过增加两个稳定项引入两种新的稳定化方法.理论分析和数值实验表明,增加两个稳定项以后用CR元求带有纯迹边界的线弹性特征值问题是稳定的.对Hellinger-Reissner弹性混合问题,建立一个无闭锁的基于移位反迭代的二网格离散方案.对大Lamé参数λ进行数值试验,数值结果表明方案是无闭锁的.对反散射中弹性波传输特征值问题,分析了 H2协调有限元后验误差估计.因应力张量σ(u)中含有Lamé参数μ和λ,应用泡泡函数技巧通过复杂的分析完成误差指示子的可靠性和有效性的证明.最后,对较大的Lamé参数λ进行数值试验.对修改的弹性波传输特征值问题,其弱形式中双线性形式是非强制的.首先,分析了弹性传输问题的适定性,并利用Aubin-Nitsche技巧证明了有限元法的一个先验误差估计.之后利用Babuska-Osborn理论完成了修改的弹性传输特征值问题的有限元误差分析.最后给出了数值实验.
其他文献
为研制一种现场快速筛查施马伦贝格病的免疫层析试纸条。本研究通过荧光微球标记抗施马伦贝格病毒(Schmallenberg virus,SBV)N蛋白的单克隆抗体(McAb)4D6,以SBV N蛋白的McAb 5D3作为检测线,山羊抗鼠IgG作为质控线,用于检测样品中的SBV。结果显示,该试纸条的敏感性达10 TCID50/mL,且与赤羽病毒、牛传染性鼻气管炎毒、蓝舌病毒、羊口疮病毒、牛病毒性腹泻病毒
期刊
研究具有特定性质的子群的有限群的结构是有限群研究中的基本课题之一.本文讨论了具有若干广义正规子群的有限群的结构,主要研究内容如下:1.利用局部化的思想,将c-正规子群推广为cp-正规子群,并且将CN-群推广为CNp-群:设H为G的子群.若存在G的包含HG的正规子群T使得G=HT且H∩T/HG为p’-群,则称H为G的cp-正规子群,其中HG为H在G中的核,p为整除群G的阶的一个素数;若群G的每个p-
学位
检验检测机构的宗旨是传递信任、服务发展。本文基于县区级检验检测机构的发展状况,分析县区级检验检测机构在发展过程中所面临的主要问题,进而提出可行性、针对性策略,为推动新时期我国县区级检验检测机构发展提供一定的借鉴意义。
期刊
天基簇飞行组网雷达集簇飞行航天器和天基组网雷达优点为一体,具有便于航天器轨道控制和相对位置感知以及高灵敏度、高抗毁性、高可靠性、强反隐身能力等一系列特点。不过,天基组网雷达几何构型的时变性和不确定性,给目标检测性能带来巨大挑战。因此,论文应用随机矩阵理论和方法,开展天基簇飞行组网雷达目标检测研究,重点研究天基簇飞行组网雷达时变、不确定几何构型与目标检测性能之间的关系,以期解决天基簇飞行组网雷达目标
学位
随着人口的不断增长以及工业化、城市化水平的不断推进,水环境生态质量恶化日益严重,水资源污染严重威胁着人类的生存与安全。而水体中的重金属离子污染以其特有的高毒性、不可降解性对人类危害最大,会直接或间接地影响整个生态系统。因此寻求简便、快捷、灵敏度高的重金属离子检测方法具有十分重要的意义。电化发光(ECL)分析技术因其灵敏度高、线性范围广、抗干扰能力强、操作简便、成本低廉、便于小型化等诸多优势,被广泛
学位
随着城镇化和工业化的大力推进,我国乡村进入转型发展新阶段,乡村人地关系地域系统在土地利用转型和乡村人口迁移背景下不断演变。乡村土地利用转型成为乡村转型的重要内容,深化乡村土地利用转型的研究,对乡村土地利用优化配置、推进乡村振兴和宜居宜业和美乡村建设具有重要意义。本文选取以岩溶槽谷区朗溪槽谷为研究案例,以土地利用转型理论为指导,依据尺度综合研究视角,借助影像解译数据、县域和乡镇社会经济统计数据、村域
学位
实事求是是习近平新时代中国特色社会主义思想的鲜明特色,它体现在习近平新时代中国特色社会主义思想的理论体系的各个方面。实事求是不仅是习近平新时代中国特色社会主义思想的基本精神,而且也是其重要理论主题。习近平的实事求是论构成了习近平新时代中国特色社会主义思想最根本的唯物论基础。习近平认为,实事求是是马克思主义的精髓和灵魂,是马克思主义世界观与方法论的高度统一,突出地体现了唯物主义的科学态度与辩证方法的
期刊
梁实秋是中国现代文学史上著名的散文家、文学批评家和翻译家,其文艺思想主要集中在文学创作和文学批评两个方面,研究这两类文艺思想能给当下的文艺界带来一些启发。虽然目前学界对此已经有了一些研究成果,但研究较为分散、缺少一个有力的抓手将两类文艺思想串联起来。目前“梁实秋研究”还存在问题是对梁氏文艺思想中的“普遍的人性”还没界定清楚,研究者未能从“一”和“多”的辩证统一关系的角度看待这一核心概念,从而没能总
学位
纵向数据统计模型是现代统计学研究的热点之一,其在经济管理、生物医药和公共卫生等领域中均有广泛的应用.在贝叶斯框架下,我们提出了几类基于离散型和连续型纵向数据下半参数部分线性偏正态随机效应模型,并研究其相应的参数估计、变量选择以及局部影响分析等问题.主要研究结果如下:(1)在半参数广义部分线性随机效应模型的相关文献研究中,通常假定随机效应服从正态分布等某一特定的分布.但在实际问题中,纵向数据常呈现偏
学位
报纸