基于小波基无网格法和改进无网格法的研究及应用

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作为近几年兴起的新型数值计算方法,无网格方法摆脱了对单元的依赖,通过建立于一系列分布节点来进行求解,避免了对单元的划分,不需要网格的初始重构和划分,具有计算精度高、前处理简单等特点,具有良好的应用前景。本文主要内容包括:论文首先介绍了无网格伽辽金法的历程与发展现状,阐述了该方法构造原理,推导了无网格伽辽金法的计算过程。并借助于数值算例对形函数、权函数和影响域半径因子等要素进行研究,通过对计算结果的比较和分析,得出了易于提高精度的结论。其次,由于传统的无网格方法在求解时会产生病态方程,论文在内积空间的定义下,使用正交基函数作为无网格法的基函数,并对其形函数及其导数的表达式进行了推导,由于正交基不需要对矩阵求逆,从而克服了方程求解的病态,提高计算效率;基于对形函数导数的求解简便,效率更高的考虑,论文对正交基进行了改进,提出了局部正交基无网格法。并将局部正交基无网格法应用到电磁场中,建立了无网格离散模型,并通过数值算列证明了该方法的有效性和可行性。最后,将小波函数应用于伽辽金无网格法中,利用小波函数的紧支性、正交性等良好性质,通过小波的平移和伸缩形成相应的函数。将小波具有的优点和无网格的特点结合起来形成了小波无网格方法,从而克服了其场函数在计算中的冗余性,减少了计算量并提高了计算精度。在论文中,我们将小波无网格法应用到电磁场的问题中。计算结果表明了小波无网格法在电磁场中是可行的,有很好的的发展前景。
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