复变量无网格局部Petrov-Galerkin法研究

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无网格法是近年来发展起来的一种新的数值模拟方法。该方法基于一些节点构造近似函数,不会产生因网格重构和畸变引起的困难,具有数值模拟过程简单,稳定性良好,计算精度更高等优点,已成为目前计算力学发展的热点和趋势。无网格局部Petrov-Galerkin法是基于局部弱式和移动最小二乘法形成的,无论是构造近似函数,还是数值积分都不需要背景网格,是一种真正的无网格法。但是利用移动最小二乘法构造近似函数,不可避免的存在计算量大、容易产生病态方程组等缺点,从而影响计算效率。复变量移动最小二乘法构造近似函数,其优点是采用一维问题的基函数建立二维问题的试函数,从而使试函数中所含的未知系数的个数减少,可有效的改善计算效率。因此,本文采用复变量移动最小二乘法构造近似函数,利用Heaviside分段函数作为权函数,建立复变量无网格局部Petrov-Galerkin法,然后将其应用于位势问题和弹性力学问题。具体研究工作如下:研究复变量移动最小二乘法构造近似函数的过程,利用复变量移动最小二乘法进行曲线和曲面拟合,通过数值算例验证该方法的有效性。将复变量无网格局部Petrov-Galerkin法应用于位势问题,建立位势问题的复变量无网格局部Petrov-Galerkin法,并推导其相应的离散方程。将复变量无网格局部Petrov-Galerkin法应用于弹性力学问题,对其控制方程采用等效积分弱形式,建立弹性力学的复变量无网格局部Petrov-Galerkin法,并推导其相应的离散方程。本文针对上述算法编写了MATLAB程序,并通过多个数值算例验证了本文所建立的复变量无网格局部Petrov-Galerkin法的有效性。
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